Add a bitmap that is used to track flags affecting a block of pages
[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 <linux/pageblock-flags.h>
17 #include <asm/atomic.h>
18 #include <asm/page.h>
19
20 /* Free memory management - zoned buddy allocator.  */
21 #ifndef CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
22 #define MAX_ORDER 11
23 #else
24 #define MAX_ORDER CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
25 #endif
26 #define MAX_ORDER_NR_PAGES (1 << (MAX_ORDER - 1))
27
28 /*
29  * PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER is the order at which allocations are deemed
30  * costly to service.  That is between allocation orders which should
31  * coelesce naturally under reasonable reclaim pressure and those which
32  * will not.
33  */
34 #define PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER 3
35
36 struct free_area {
37         struct list_head        free_list;
38         unsigned long           nr_free;
39 };
40
41 struct pglist_data;
42
43 /*
44  * zone->lock and zone->lru_lock are two of the hottest locks in the kernel.
45  * So add a wild amount of padding here to ensure that they fall into separate
46  * cachelines.  There are very few zone structures in the machine, so space
47  * consumption is not a concern here.
48  */
49 #if defined(CONFIG_SMP)
50 struct zone_padding {
51         char x[0];
52 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
53 #define ZONE_PADDING(name)      struct zone_padding name;
54 #else
55 #define ZONE_PADDING(name)
56 #endif
57
58 enum zone_stat_item {
59         /* First 128 byte cacheline (assuming 64 bit words) */
60         NR_FREE_PAGES,
61         NR_INACTIVE,
62         NR_ACTIVE,
63         NR_ANON_PAGES,  /* Mapped anonymous pages */
64         NR_FILE_MAPPED, /* pagecache pages mapped into pagetables.
65                            only modified from process context */
66         NR_FILE_PAGES,
67         NR_FILE_DIRTY,
68         NR_WRITEBACK,
69         /* Second 128 byte cacheline */
70         NR_SLAB_RECLAIMABLE,
71         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
72         NR_PAGETABLE,           /* used for pagetables */
73         NR_UNSTABLE_NFS,        /* NFS unstable pages */
74         NR_BOUNCE,
75         NR_VMSCAN_WRITE,
76 #ifdef CONFIG_NUMA
77         NUMA_HIT,               /* allocated in intended node */
78         NUMA_MISS,              /* allocated in non intended node */
79         NUMA_FOREIGN,           /* was intended here, hit elsewhere */
80         NUMA_INTERLEAVE_HIT,    /* interleaver preferred this zone */
81         NUMA_LOCAL,             /* allocation from local node */
82         NUMA_OTHER,             /* allocation from other node */
83 #endif
84         NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS };
85
86 struct per_cpu_pages {
87         int count;              /* number of pages in the list */
88         int high;               /* high watermark, emptying needed */
89         int batch;              /* chunk size for buddy add/remove */
90         struct list_head list;  /* the list of pages */
91 };
92
93 struct per_cpu_pageset {
94         struct per_cpu_pages pcp[2];    /* 0: hot.  1: cold */
95 #ifdef CONFIG_NUMA
96         s8 expire;
97 #endif
98 #ifdef CONFIG_SMP
99         s8 stat_threshold;
100         s8 vm_stat_diff[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
101 #endif
102 } ____cacheline_aligned_in_smp;
103
104 #ifdef CONFIG_NUMA
105 #define zone_pcp(__z, __cpu) ((__z)->pageset[(__cpu)])
106 #else
107 #define zone_pcp(__z, __cpu) (&(__z)->pageset[(__cpu)])
108 #endif
109
110 enum zone_type {
111 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
112         /*
113          * ZONE_DMA is used when there are devices that are not able
114          * to do DMA to all of addressable memory (ZONE_NORMAL). Then we
115          * carve out the portion of memory that is needed for these devices.
116          * The range is arch specific.
117          *
118          * Some examples
119          *
120          * Architecture         Limit
121          * ---------------------------
122          * parisc, ia64, sparc  <4G
123          * s390                 <2G
124          * arm                  Various
125          * alpha                Unlimited or 0-16MB.
126          *
127          * i386, x86_64 and multiple other arches
128          *                      <16M.
129          */
130         ZONE_DMA,
131 #endif
132 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
133         /*
134          * x86_64 needs two ZONE_DMAs because it supports devices that are
135          * only able to do DMA to the lower 16M but also 32 bit devices that
136          * can only do DMA areas below 4G.
137          */
138         ZONE_DMA32,
139 #endif
140         /*
141          * Normal addressable memory is in ZONE_NORMAL. DMA operations can be
142          * performed on pages in ZONE_NORMAL if the DMA devices support
143          * transfers to all addressable memory.
144          */
145         ZONE_NORMAL,
146 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
147         /*
148          * A memory area that is only addressable by the kernel through
149          * mapping portions into its own address space. This is for example
150          * used by i386 to allow the kernel to address the memory beyond
151          * 900MB. The kernel will set up special mappings (page
152          * table entries on i386) for each page that the kernel needs to
153          * access.
154          */
155         ZONE_HIGHMEM,
156 #endif
157         ZONE_MOVABLE,
158         MAX_NR_ZONES
159 };
160
161 /*
162  * When a memory allocation must conform to specific limitations (such
163  * as being suitable for DMA) the caller will pass in hints to the
164  * allocator in the gfp_mask, in the zone modifier bits.  These bits
165  * are used to select a priority ordered list of memory zones which
166  * match the requested limits. See gfp_zone() in include/linux/gfp.h
167  */
168
169 /*
170  * Count the active zones.  Note that the use of defined(X) outside
171  * #if and family is not necessarily defined so ensure we cannot use
172  * it later.  Use __ZONE_COUNT to work out how many shift bits we need.
173  */
174 #define __ZONE_COUNT (                  \
175           defined(CONFIG_ZONE_DMA)      \
176         + defined(CONFIG_ZONE_DMA32)    \
177         + 1                             \
178         + defined(CONFIG_HIGHMEM)       \
179         + 1                             \
180 )
181 #if __ZONE_COUNT < 2
182 #define ZONES_SHIFT 0
183 #elif __ZONE_COUNT <= 2
184 #define ZONES_SHIFT 1
185 #elif __ZONE_COUNT <= 4
186 #define ZONES_SHIFT 2
187 #else
188 #error ZONES_SHIFT -- too many zones configured adjust calculation
189 #endif
190 #undef __ZONE_COUNT
191
192 struct zone {
193         /* Fields commonly accessed by the page allocator */
194         unsigned long           pages_min, pages_low, pages_high;
195         /*
196          * We don't know if the memory that we're going to allocate will be freeable
197          * or/and it will be released eventually, so to avoid totally wasting several
198          * GB of ram we must reserve some of the lower zone memory (otherwise we risk
199          * to run OOM on the lower zones despite there's tons of freeable ram
200          * on the higher zones). This array is recalculated at runtime if the
201          * sysctl_lowmem_reserve_ratio sysctl changes.
202          */
203         unsigned long           lowmem_reserve[MAX_NR_ZONES];
204
205 #ifdef CONFIG_NUMA
206         int node;
207         /*
208          * zone reclaim becomes active if more unmapped pages exist.
209          */
210         unsigned long           min_unmapped_pages;
211         unsigned long           min_slab_pages;
212         struct per_cpu_pageset  *pageset[NR_CPUS];
213 #else
214         struct per_cpu_pageset  pageset[NR_CPUS];
215 #endif
216         /*
217          * free areas of different sizes
218          */
219         spinlock_t              lock;
220 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
221         /* see spanned/present_pages for more description */
222         seqlock_t               span_seqlock;
223 #endif
224         struct free_area        free_area[MAX_ORDER];
225
226 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
227         /*
228          * Flags for a MAX_ORDER_NR_PAGES block. See pageblock-flags.h.
229          * In SPARSEMEM, this map is stored in struct mem_section
230          */
231         unsigned long           *pageblock_flags;
232 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
233
234
235         ZONE_PADDING(_pad1_)
236
237         /* Fields commonly accessed by the page reclaim scanner */
238         spinlock_t              lru_lock;       
239         struct list_head        active_list;
240         struct list_head        inactive_list;
241         unsigned long           nr_scan_active;
242         unsigned long           nr_scan_inactive;
243         unsigned long           pages_scanned;     /* since last reclaim */
244         int                     all_unreclaimable; /* All pages pinned */
245
246         /* A count of how many reclaimers are scanning this zone */
247         atomic_t                reclaim_in_progress;
248
249         /* Zone statistics */
250         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
251
252         /*
253          * prev_priority holds the scanning priority for this zone.  It is
254          * defined as the scanning priority at which we achieved our reclaim
255          * target at the previous try_to_free_pages() or balance_pgdat()
256          * invokation.
257          *
258          * We use prev_priority as a measure of how much stress page reclaim is
259          * under - it drives the swappiness decision: whether to unmap mapped
260          * pages.
261          *
262          * Access to both this field is quite racy even on uniprocessor.  But
263          * it is expected to average out OK.
264          */
265         int prev_priority;
266
267
268         ZONE_PADDING(_pad2_)
269         /* Rarely used or read-mostly fields */
270
271         /*
272          * wait_table           -- the array holding the hash table
273          * wait_table_hash_nr_entries   -- the size of the hash table array
274          * wait_table_bits      -- wait_table_size == (1 << wait_table_bits)
275          *
276          * The purpose of all these is to keep track of the people
277          * waiting for a page to become available and make them
278          * runnable again when possible. The trouble is that this
279          * consumes a lot of space, especially when so few things
280          * wait on pages at a given time. So instead of using
281          * per-page waitqueues, we use a waitqueue hash table.
282          *
283          * The bucket discipline is to sleep on the same queue when
284          * colliding and wake all in that wait queue when removing.
285          * When something wakes, it must check to be sure its page is
286          * truly available, a la thundering herd. The cost of a
287          * collision is great, but given the expected load of the
288          * table, they should be so rare as to be outweighed by the
289          * benefits from the saved space.
290          *
291          * __wait_on_page_locked() and unlock_page() in mm/filemap.c, are the
292          * primary users of these fields, and in mm/page_alloc.c
293          * free_area_init_core() performs the initialization of them.
294          */
295         wait_queue_head_t       * wait_table;
296         unsigned long           wait_table_hash_nr_entries;
297         unsigned long           wait_table_bits;
298
299         /*
300          * Discontig memory support fields.
301          */
302         struct pglist_data      *zone_pgdat;
303         /* zone_start_pfn == zone_start_paddr >> PAGE_SHIFT */
304         unsigned long           zone_start_pfn;
305
306         /*
307          * zone_start_pfn, spanned_pages and present_pages are all
308          * protected by span_seqlock.  It is a seqlock because it has
309          * to be read outside of zone->lock, and it is done in the main
310          * allocator path.  But, it is written quite infrequently.
311          *
312          * The lock is declared along with zone->lock because it is
313          * frequently read in proximity to zone->lock.  It's good to
314          * give them a chance of being in the same cacheline.
315          */
316         unsigned long           spanned_pages;  /* total size, including holes */
317         unsigned long           present_pages;  /* amount of memory (excluding holes) */
318
319         /*
320          * rarely used fields:
321          */
322         const char              *name;
323 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
324
325 /*
326  * The "priority" of VM scanning is how much of the queues we will scan in one
327  * go. A value of 12 for DEF_PRIORITY implies that we will scan 1/4096th of the
328  * queues ("queue_length >> 12") during an aging round.
329  */
330 #define DEF_PRIORITY 12
331
332 /* Maximum number of zones on a zonelist */
333 #define MAX_ZONES_PER_ZONELIST (MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES)
334
335 #ifdef CONFIG_NUMA
336
337 /*
338  * The NUMA zonelists are doubled becausse we need zonelists that restrict the
339  * allocations to a single node for GFP_THISNODE.
340  *
341  * [0 .. MAX_NR_ZONES -1]               : Zonelists with fallback
342  * [MAZ_NR_ZONES ... MAZ_ZONELISTS -1]  : No fallback (GFP_THISNODE)
343  */
344 #define MAX_ZONELISTS (2 * MAX_NR_ZONES)
345
346
347 /*
348  * We cache key information from each zonelist for smaller cache
349  * footprint when scanning for free pages in get_page_from_freelist().
350  *
351  * 1) The BITMAP fullzones tracks which zones in a zonelist have come
352  *    up short of free memory since the last time (last_fullzone_zap)
353  *    we zero'd fullzones.
354  * 2) The array z_to_n[] maps each zone in the zonelist to its node
355  *    id, so that we can efficiently evaluate whether that node is
356  *    set in the current tasks mems_allowed.
357  *
358  * Both fullzones and z_to_n[] are one-to-one with the zonelist,
359  * indexed by a zones offset in the zonelist zones[] array.
360  *
361  * The get_page_from_freelist() routine does two scans.  During the
362  * first scan, we skip zones whose corresponding bit in 'fullzones'
363  * is set or whose corresponding node in current->mems_allowed (which
364  * comes from cpusets) is not set.  During the second scan, we bypass
365  * this zonelist_cache, to ensure we look methodically at each zone.
366  *
367  * Once per second, we zero out (zap) fullzones, forcing us to
368  * reconsider nodes that might have regained more free memory.
369  * The field last_full_zap is the time we last zapped fullzones.
370  *
371  * This mechanism reduces the amount of time we waste repeatedly
372  * reexaming zones for free memory when they just came up low on
373  * memory momentarilly ago.
374  *
375  * The zonelist_cache struct members logically belong in struct
376  * zonelist.  However, the mempolicy zonelists constructed for
377  * MPOL_BIND are intentionally variable length (and usually much
378  * shorter).  A general purpose mechanism for handling structs with
379  * multiple variable length members is more mechanism than we want
380  * here.  We resort to some special case hackery instead.
381  *
382  * The MPOL_BIND zonelists don't need this zonelist_cache (in good
383  * part because they are shorter), so we put the fixed length stuff
384  * at the front of the zonelist struct, ending in a variable length
385  * zones[], as is needed by MPOL_BIND.
386  *
387  * Then we put the optional zonelist cache on the end of the zonelist
388  * struct.  This optional stuff is found by a 'zlcache_ptr' pointer in
389  * the fixed length portion at the front of the struct.  This pointer
390  * both enables us to find the zonelist cache, and in the case of
391  * MPOL_BIND zonelists, (which will just set the zlcache_ptr to NULL)
392  * to know that the zonelist cache is not there.
393  *
394  * The end result is that struct zonelists come in two flavors:
395  *  1) The full, fixed length version, shown below, and
396  *  2) The custom zonelists for MPOL_BIND.
397  * The custom MPOL_BIND zonelists have a NULL zlcache_ptr and no zlcache.
398  *
399  * Even though there may be multiple CPU cores on a node modifying
400  * fullzones or last_full_zap in the same zonelist_cache at the same
401  * time, we don't lock it.  This is just hint data - if it is wrong now
402  * and then, the allocator will still function, perhaps a bit slower.
403  */
404
405
406 struct zonelist_cache {
407         unsigned short z_to_n[MAX_ZONES_PER_ZONELIST];          /* zone->nid */
408         DECLARE_BITMAP(fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);      /* zone full? */
409         unsigned long last_full_zap;            /* when last zap'd (jiffies) */
410 };
411 #else
412 #define MAX_ZONELISTS MAX_NR_ZONES
413 struct zonelist_cache;
414 #endif
415
416 /*
417  * One allocation request operates on a zonelist. A zonelist
418  * is a list of zones, the first one is the 'goal' of the
419  * allocation, the other zones are fallback zones, in decreasing
420  * priority.
421  *
422  * If zlcache_ptr is not NULL, then it is just the address of zlcache,
423  * as explained above.  If zlcache_ptr is NULL, there is no zlcache.
424  */
425
426 struct zonelist {
427         struct zonelist_cache *zlcache_ptr;                  // NULL or &zlcache
428         struct zone *zones[MAX_ZONES_PER_ZONELIST + 1];      // NULL delimited
429 #ifdef CONFIG_NUMA
430         struct zonelist_cache zlcache;                       // optional ...
431 #endif
432 };
433
434 #ifdef CONFIG_NUMA
435 /*
436  * Only custom zonelists like MPOL_BIND need to be filtered as part of
437  * policies. As described in the comment for struct zonelist_cache, these
438  * zonelists will not have a zlcache so zlcache_ptr will not be set. Use
439  * that to determine if the zonelists needs to be filtered or not.
440  */
441 static inline int alloc_should_filter_zonelist(struct zonelist *zonelist)
442 {
443         return !zonelist->zlcache_ptr;
444 }
445 #else
446 static inline int alloc_should_filter_zonelist(struct zonelist *zonelist)
447 {
448         return 0;
449 }
450 #endif /* CONFIG_NUMA */
451
452 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
453 struct node_active_region {
454         unsigned long start_pfn;
455         unsigned long end_pfn;
456         int nid;
457 };
458 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
459
460 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
461 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
462 extern struct page *mem_map;
463 #endif
464
465 /*
466  * The pg_data_t structure is used in machines with CONFIG_DISCONTIGMEM
467  * (mostly NUMA machines?) to denote a higher-level memory zone than the
468  * zone denotes.
469  *
470  * On NUMA machines, each NUMA node would have a pg_data_t to describe
471  * it's memory layout.
472  *
473  * Memory statistics and page replacement data structures are maintained on a
474  * per-zone basis.
475  */
476 struct bootmem_data;
477 typedef struct pglist_data {
478         struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
479         struct zonelist node_zonelists[MAX_ZONELISTS];
480         int nr_zones;
481 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
482         struct page *node_mem_map;
483 #endif
484         struct bootmem_data *bdata;
485 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
486         /*
487          * Must be held any time you expect node_start_pfn, node_present_pages
488          * or node_spanned_pages stay constant.  Holding this will also
489          * guarantee that any pfn_valid() stays that way.
490          *
491          * Nests above zone->lock and zone->size_seqlock.
492          */
493         spinlock_t node_size_lock;
494 #endif
495         unsigned long node_start_pfn;
496         unsigned long node_present_pages; /* total number of physical pages */
497         unsigned long node_spanned_pages; /* total size of physical page
498                                              range, including holes */
499         int node_id;
500         wait_queue_head_t kswapd_wait;
501         struct task_struct *kswapd;
502         int kswapd_max_order;
503 } pg_data_t;
504
505 #define node_present_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_present_pages)
506 #define node_spanned_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages)
507 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
508 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    ((pgdat)->node_mem_map + (pagenr))
509 #else
510 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    pfn_to_page((pgdat)->node_start_pfn + (pagenr))
511 #endif
512 #define nid_page_nr(nid, pagenr)        pgdat_page_nr(NODE_DATA(nid),(pagenr))
513
514 #include <linux/memory_hotplug.h>
515
516 void get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
517                         unsigned long *free);
518 void build_all_zonelists(void);
519 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order);
520 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
521                 int classzone_idx, int alloc_flags);
522 enum memmap_context {
523         MEMMAP_EARLY,
524         MEMMAP_HOTPLUG,
525 };
526 extern int init_currently_empty_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
527                                      unsigned long size,
528                                      enum memmap_context context);
529
530 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORY_PRESENT
531 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
532 #else
533 static inline void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end) {}
534 #endif
535
536 #ifdef CONFIG_NEED_NODE_MEMMAP_SIZE
537 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
538 #endif
539
540 /*
541  * zone_idx() returns 0 for the ZONE_DMA zone, 1 for the ZONE_NORMAL zone, etc.
542  */
543 #define zone_idx(zone)          ((zone) - (zone)->zone_pgdat->node_zones)
544
545 static inline int populated_zone(struct zone *zone)
546 {
547         return (!!zone->present_pages);
548 }
549
550 extern int movable_zone;
551
552 static inline int zone_movable_is_highmem(void)
553 {
554 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
555         return movable_zone == ZONE_HIGHMEM;
556 #else
557         return 0;
558 #endif
559 }
560
561 static inline int is_highmem_idx(enum zone_type idx)
562 {
563 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
564         return (idx == ZONE_HIGHMEM ||
565                 (idx == ZONE_MOVABLE && zone_movable_is_highmem()));
566 #else
567         return 0;
568 #endif
569 }
570
571 static inline int is_normal_idx(enum zone_type idx)
572 {
573         return (idx == ZONE_NORMAL);
574 }
575
576 /**
577  * is_highmem - helper function to quickly check if a struct zone is a 
578  *              highmem zone or not.  This is an attempt to keep references
579  *              to ZONE_{DMA/NORMAL/HIGHMEM/etc} in general code to a minimum.
580  * @zone - pointer to struct zone variable
581  */
582 static inline int is_highmem(struct zone *zone)
583 {
584 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
585         int zone_idx = zone - zone->zone_pgdat->node_zones;
586         return zone_idx == ZONE_HIGHMEM ||
587                 (zone_idx == ZONE_MOVABLE && zone_movable_is_highmem());
588 #else
589         return 0;
590 #endif
591 }
592
593 static inline int is_normal(struct zone *zone)
594 {
595         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
596 }
597
598 static inline int is_dma32(struct zone *zone)
599 {
600 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
601         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA32;
602 #else
603         return 0;
604 #endif
605 }
606
607 static inline int is_dma(struct zone *zone)
608 {
609 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
610         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA;
611 #else
612         return 0;
613 #endif
614 }
615
616 /* These two functions are used to setup the per zone pages min values */
617 struct ctl_table;
618 struct file;
619 int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *, 
620                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
621 extern int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1];
622 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
623                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
624 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
625                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
626 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
627                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
628 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
629                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
630
631 extern int numa_zonelist_order_handler(struct ctl_table *, int,
632                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
633 extern char numa_zonelist_order[];
634 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16      /* string buffer size */
635
636 #include <linux/topology.h>
637 /* Returns the number of the current Node. */
638 #ifndef numa_node_id
639 #define numa_node_id()          (cpu_to_node(raw_smp_processor_id()))
640 #endif
641
642 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
643
644 extern struct pglist_data contig_page_data;
645 #define NODE_DATA(nid)          (&contig_page_data)
646 #define NODE_MEM_MAP(nid)       mem_map
647 #define MAX_NODES_SHIFT         1
648
649 #else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
650
651 #include <asm/mmzone.h>
652
653 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
654
655 extern struct pglist_data *first_online_pgdat(void);
656 extern struct pglist_data *next_online_pgdat(struct pglist_data *pgdat);
657 extern struct zone *next_zone(struct zone *zone);
658
659 /**
660  * for_each_pgdat - helper macro to iterate over all nodes
661  * @pgdat - pointer to a pg_data_t variable
662  */
663 #define for_each_online_pgdat(pgdat)                    \
664         for (pgdat = first_online_pgdat();              \
665              pgdat;                                     \
666              pgdat = next_online_pgdat(pgdat))
667 /**
668  * for_each_zone - helper macro to iterate over all memory zones
669  * @zone - pointer to struct zone variable
670  *
671  * The user only needs to declare the zone variable, for_each_zone
672  * fills it in.
673  */
674 #define for_each_zone(zone)                             \
675         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
676              zone;                                      \
677              zone = next_zone(zone))
678
679 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
680 #include <asm/sparsemem.h>
681 #endif
682
683 #if BITS_PER_LONG == 32
684 /*
685  * with 32 bit page->flags field, we reserve 9 bits for node/zone info.
686  * there are 4 zones (3 bits) and this leaves 9-3=6 bits for nodes.
687  */
688 #define FLAGS_RESERVED          9
689
690 #elif BITS_PER_LONG == 64
691 /*
692  * with 64 bit flags field, there's plenty of room.
693  */
694 #define FLAGS_RESERVED          32
695
696 #else
697
698 #error BITS_PER_LONG not defined
699
700 #endif
701
702 #if !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID) && \
703         !defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
704 #define early_pfn_to_nid(nid)  (0UL)
705 #endif
706
707 #ifdef CONFIG_FLATMEM
708 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
709 #endif
710
711 #define pfn_to_section_nr(pfn) ((pfn) >> PFN_SECTION_SHIFT)
712 #define section_nr_to_pfn(sec) ((sec) << PFN_SECTION_SHIFT)
713
714 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
715
716 /*
717  * SECTION_SHIFT                #bits space required to store a section #
718  *
719  * PA_SECTION_SHIFT             physical address to/from section number
720  * PFN_SECTION_SHIFT            pfn to/from section number
721  */
722 #define SECTIONS_SHIFT          (MAX_PHYSMEM_BITS - SECTION_SIZE_BITS)
723
724 #define PA_SECTION_SHIFT        (SECTION_SIZE_BITS)
725 #define PFN_SECTION_SHIFT       (SECTION_SIZE_BITS - PAGE_SHIFT)
726
727 #define NR_MEM_SECTIONS         (1UL << SECTIONS_SHIFT)
728
729 #define PAGES_PER_SECTION       (1UL << PFN_SECTION_SHIFT)
730 #define PAGE_SECTION_MASK       (~(PAGES_PER_SECTION-1))
731
732 #define SECTION_BLOCKFLAGS_BITS \
733                 ((SECTION_SIZE_BITS - (MAX_ORDER-1)) * NR_PAGEBLOCK_BITS)
734
735 #if (MAX_ORDER - 1 + PAGE_SHIFT) > SECTION_SIZE_BITS
736 #error Allocator MAX_ORDER exceeds SECTION_SIZE
737 #endif
738
739 struct page;
740 struct mem_section {
741         /*
742          * This is, logically, a pointer to an array of struct
743          * pages.  However, it is stored with some other magic.
744          * (see sparse.c::sparse_init_one_section())
745          *
746          * Additionally during early boot we encode node id of
747          * the location of the section here to guide allocation.
748          * (see sparse.c::memory_present())
749          *
750          * Making it a UL at least makes someone do a cast
751          * before using it wrong.
752          */
753         unsigned long section_mem_map;
754         DECLARE_BITMAP(pageblock_flags, SECTION_BLOCKFLAGS_BITS);
755 };
756
757 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
758 #define SECTIONS_PER_ROOT       (PAGE_SIZE / sizeof (struct mem_section))
759 #else
760 #define SECTIONS_PER_ROOT       1
761 #endif
762
763 #define SECTION_NR_TO_ROOT(sec) ((sec) / SECTIONS_PER_ROOT)
764 #define NR_SECTION_ROOTS        (NR_MEM_SECTIONS / SECTIONS_PER_ROOT)
765 #define SECTION_ROOT_MASK       (SECTIONS_PER_ROOT - 1)
766
767 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
768 extern struct mem_section *mem_section[NR_SECTION_ROOTS];
769 #else
770 extern struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT];
771 #endif
772
773 static inline struct mem_section *__nr_to_section(unsigned long nr)
774 {
775         if (!mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)])
776                 return NULL;
777         return &mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)][nr & SECTION_ROOT_MASK];
778 }
779 extern int __section_nr(struct mem_section* ms);
780
781 /*
782  * We use the lower bits of the mem_map pointer to store
783  * a little bit of information.  There should be at least
784  * 3 bits here due to 32-bit alignment.
785  */
786 #define SECTION_MARKED_PRESENT  (1UL<<0)
787 #define SECTION_HAS_MEM_MAP     (1UL<<1)
788 #define SECTION_MAP_LAST_BIT    (1UL<<2)
789 #define SECTION_MAP_MASK        (~(SECTION_MAP_LAST_BIT-1))
790 #define SECTION_NID_SHIFT       2
791
792 static inline struct page *__section_mem_map_addr(struct mem_section *section)
793 {
794         unsigned long map = section->section_mem_map;
795         map &= SECTION_MAP_MASK;
796         return (struct page *)map;
797 }
798
799 static inline int present_section(struct mem_section *section)
800 {
801         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_MARKED_PRESENT));
802 }
803
804 static inline int present_section_nr(unsigned long nr)
805 {
806         return present_section(__nr_to_section(nr));
807 }
808
809 static inline int valid_section(struct mem_section *section)
810 {
811         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_HAS_MEM_MAP));
812 }
813
814 static inline int valid_section_nr(unsigned long nr)
815 {
816         return valid_section(__nr_to_section(nr));
817 }
818
819 static inline struct mem_section *__pfn_to_section(unsigned long pfn)
820 {
821         return __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
822 }
823
824 static inline int pfn_valid(unsigned long pfn)
825 {
826         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
827                 return 0;
828         return valid_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
829 }
830
831 static inline int pfn_present(unsigned long pfn)
832 {
833         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
834                 return 0;
835         return present_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
836 }
837
838 /*
839  * These are _only_ used during initialisation, therefore they
840  * can use __initdata ...  They could have names to indicate
841  * this restriction.
842  */
843 #ifdef CONFIG_NUMA
844 #define pfn_to_nid(pfn)                                                 \
845 ({                                                                      \
846         unsigned long __pfn_to_nid_pfn = (pfn);                         \
847         page_to_nid(pfn_to_page(__pfn_to_nid_pfn));                     \
848 })
849 #else
850 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
851 #endif
852
853 #define early_pfn_valid(pfn)    pfn_valid(pfn)
854 void sparse_init(void);
855 #else
856 #define sparse_init()   do {} while (0)
857 #define sparse_index_init(_sec, _nid)  do {} while (0)
858 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
859
860 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
861 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (early_pfn_to_nid(pfn) == (nid))
862 #else
863 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (1)
864 #endif
865
866 #ifndef early_pfn_valid
867 #define early_pfn_valid(pfn)    (1)
868 #endif
869
870 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
871 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
872
873 /*
874  * If it is possible to have holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES, then we
875  * need to check pfn validility within that MAX_ORDER_NR_PAGES block.
876  * pfn_valid_within() should be used in this case; we optimise this away
877  * when we have no holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES block.
878  */
879 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
880 #define pfn_valid_within(pfn) pfn_valid(pfn)
881 #else
882 #define pfn_valid_within(pfn) (1)
883 #endif
884
885 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
886 #endif /* __KERNEL__ */
887 #endif /* _LINUX_MMZONE_H */