Split the free lists for movable and unmovable allocations
[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 #define MIGRATE_UNMOVABLE     0
37 #define MIGRATE_MOVABLE       1
38 #define MIGRATE_TYPES         2
39
40 #define for_each_migratetype_order(order, type) \
41         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) \
42                 for (type = 0; type < MIGRATE_TYPES; type++)
43
44 struct free_area {
45         struct list_head        free_list[MIGRATE_TYPES];
46         unsigned long           nr_free;
47 };
48
49 struct pglist_data;
50
51 /*
52  * zone->lock and zone->lru_lock are two of the hottest locks in the kernel.
53  * So add a wild amount of padding here to ensure that they fall into separate
54  * cachelines.  There are very few zone structures in the machine, so space
55  * consumption is not a concern here.
56  */
57 #if defined(CONFIG_SMP)
58 struct zone_padding {
59         char x[0];
60 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
61 #define ZONE_PADDING(name)      struct zone_padding name;
62 #else
63 #define ZONE_PADDING(name)
64 #endif
65
66 enum zone_stat_item {
67         /* First 128 byte cacheline (assuming 64 bit words) */
68         NR_FREE_PAGES,
69         NR_INACTIVE,
70         NR_ACTIVE,
71         NR_ANON_PAGES,  /* Mapped anonymous pages */
72         NR_FILE_MAPPED, /* pagecache pages mapped into pagetables.
73                            only modified from process context */
74         NR_FILE_PAGES,
75         NR_FILE_DIRTY,
76         NR_WRITEBACK,
77         /* Second 128 byte cacheline */
78         NR_SLAB_RECLAIMABLE,
79         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
80         NR_PAGETABLE,           /* used for pagetables */
81         NR_UNSTABLE_NFS,        /* NFS unstable pages */
82         NR_BOUNCE,
83         NR_VMSCAN_WRITE,
84 #ifdef CONFIG_NUMA
85         NUMA_HIT,               /* allocated in intended node */
86         NUMA_MISS,              /* allocated in non intended node */
87         NUMA_FOREIGN,           /* was intended here, hit elsewhere */
88         NUMA_INTERLEAVE_HIT,    /* interleaver preferred this zone */
89         NUMA_LOCAL,             /* allocation from local node */
90         NUMA_OTHER,             /* allocation from other node */
91 #endif
92         NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS };
93
94 struct per_cpu_pages {
95         int count;              /* number of pages in the list */
96         int high;               /* high watermark, emptying needed */
97         int batch;              /* chunk size for buddy add/remove */
98         struct list_head list;  /* the list of pages */
99 };
100
101 struct per_cpu_pageset {
102         struct per_cpu_pages pcp[2];    /* 0: hot.  1: cold */
103 #ifdef CONFIG_NUMA
104         s8 expire;
105 #endif
106 #ifdef CONFIG_SMP
107         s8 stat_threshold;
108         s8 vm_stat_diff[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
109 #endif
110 } ____cacheline_aligned_in_smp;
111
112 #ifdef CONFIG_NUMA
113 #define zone_pcp(__z, __cpu) ((__z)->pageset[(__cpu)])
114 #else
115 #define zone_pcp(__z, __cpu) (&(__z)->pageset[(__cpu)])
116 #endif
117
118 enum zone_type {
119 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
120         /*
121          * ZONE_DMA is used when there are devices that are not able
122          * to do DMA to all of addressable memory (ZONE_NORMAL). Then we
123          * carve out the portion of memory that is needed for these devices.
124          * The range is arch specific.
125          *
126          * Some examples
127          *
128          * Architecture         Limit
129          * ---------------------------
130          * parisc, ia64, sparc  <4G
131          * s390                 <2G
132          * arm                  Various
133          * alpha                Unlimited or 0-16MB.
134          *
135          * i386, x86_64 and multiple other arches
136          *                      <16M.
137          */
138         ZONE_DMA,
139 #endif
140 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
141         /*
142          * x86_64 needs two ZONE_DMAs because it supports devices that are
143          * only able to do DMA to the lower 16M but also 32 bit devices that
144          * can only do DMA areas below 4G.
145          */
146         ZONE_DMA32,
147 #endif
148         /*
149          * Normal addressable memory is in ZONE_NORMAL. DMA operations can be
150          * performed on pages in ZONE_NORMAL if the DMA devices support
151          * transfers to all addressable memory.
152          */
153         ZONE_NORMAL,
154 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
155         /*
156          * A memory area that is only addressable by the kernel through
157          * mapping portions into its own address space. This is for example
158          * used by i386 to allow the kernel to address the memory beyond
159          * 900MB. The kernel will set up special mappings (page
160          * table entries on i386) for each page that the kernel needs to
161          * access.
162          */
163         ZONE_HIGHMEM,
164 #endif
165         ZONE_MOVABLE,
166         MAX_NR_ZONES
167 };
168
169 /*
170  * When a memory allocation must conform to specific limitations (such
171  * as being suitable for DMA) the caller will pass in hints to the
172  * allocator in the gfp_mask, in the zone modifier bits.  These bits
173  * are used to select a priority ordered list of memory zones which
174  * match the requested limits. See gfp_zone() in include/linux/gfp.h
175  */
176
177 /*
178  * Count the active zones.  Note that the use of defined(X) outside
179  * #if and family is not necessarily defined so ensure we cannot use
180  * it later.  Use __ZONE_COUNT to work out how many shift bits we need.
181  */
182 #define __ZONE_COUNT (                  \
183           defined(CONFIG_ZONE_DMA)      \
184         + defined(CONFIG_ZONE_DMA32)    \
185         + 1                             \
186         + defined(CONFIG_HIGHMEM)       \
187         + 1                             \
188 )
189 #if __ZONE_COUNT < 2
190 #define ZONES_SHIFT 0
191 #elif __ZONE_COUNT <= 2
192 #define ZONES_SHIFT 1
193 #elif __ZONE_COUNT <= 4
194 #define ZONES_SHIFT 2
195 #else
196 #error ZONES_SHIFT -- too many zones configured adjust calculation
197 #endif
198 #undef __ZONE_COUNT
199
200 struct zone {
201         /* Fields commonly accessed by the page allocator */
202         unsigned long           pages_min, pages_low, pages_high;
203         /*
204          * We don't know if the memory that we're going to allocate will be freeable
205          * or/and it will be released eventually, so to avoid totally wasting several
206          * GB of ram we must reserve some of the lower zone memory (otherwise we risk
207          * to run OOM on the lower zones despite there's tons of freeable ram
208          * on the higher zones). This array is recalculated at runtime if the
209          * sysctl_lowmem_reserve_ratio sysctl changes.
210          */
211         unsigned long           lowmem_reserve[MAX_NR_ZONES];
212
213 #ifdef CONFIG_NUMA
214         int node;
215         /*
216          * zone reclaim becomes active if more unmapped pages exist.
217          */
218         unsigned long           min_unmapped_pages;
219         unsigned long           min_slab_pages;
220         struct per_cpu_pageset  *pageset[NR_CPUS];
221 #else
222         struct per_cpu_pageset  pageset[NR_CPUS];
223 #endif
224         /*
225          * free areas of different sizes
226          */
227         spinlock_t              lock;
228 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
229         /* see spanned/present_pages for more description */
230         seqlock_t               span_seqlock;
231 #endif
232         struct free_area        free_area[MAX_ORDER];
233
234 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
235         /*
236          * Flags for a MAX_ORDER_NR_PAGES block. See pageblock-flags.h.
237          * In SPARSEMEM, this map is stored in struct mem_section
238          */
239         unsigned long           *pageblock_flags;
240 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
241
242
243         ZONE_PADDING(_pad1_)
244
245         /* Fields commonly accessed by the page reclaim scanner */
246         spinlock_t              lru_lock;       
247         struct list_head        active_list;
248         struct list_head        inactive_list;
249         unsigned long           nr_scan_active;
250         unsigned long           nr_scan_inactive;
251         unsigned long           pages_scanned;     /* since last reclaim */
252         int                     all_unreclaimable; /* All pages pinned */
253
254         /* A count of how many reclaimers are scanning this zone */
255         atomic_t                reclaim_in_progress;
256
257         /* Zone statistics */
258         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
259
260         /*
261          * prev_priority holds the scanning priority for this zone.  It is
262          * defined as the scanning priority at which we achieved our reclaim
263          * target at the previous try_to_free_pages() or balance_pgdat()
264          * invokation.
265          *
266          * We use prev_priority as a measure of how much stress page reclaim is
267          * under - it drives the swappiness decision: whether to unmap mapped
268          * pages.
269          *
270          * Access to both this field is quite racy even on uniprocessor.  But
271          * it is expected to average out OK.
272          */
273         int prev_priority;
274
275
276         ZONE_PADDING(_pad2_)
277         /* Rarely used or read-mostly fields */
278
279         /*
280          * wait_table           -- the array holding the hash table
281          * wait_table_hash_nr_entries   -- the size of the hash table array
282          * wait_table_bits      -- wait_table_size == (1 << wait_table_bits)
283          *
284          * The purpose of all these is to keep track of the people
285          * waiting for a page to become available and make them
286          * runnable again when possible. The trouble is that this
287          * consumes a lot of space, especially when so few things
288          * wait on pages at a given time. So instead of using
289          * per-page waitqueues, we use a waitqueue hash table.
290          *
291          * The bucket discipline is to sleep on the same queue when
292          * colliding and wake all in that wait queue when removing.
293          * When something wakes, it must check to be sure its page is
294          * truly available, a la thundering herd. The cost of a
295          * collision is great, but given the expected load of the
296          * table, they should be so rare as to be outweighed by the
297          * benefits from the saved space.
298          *
299          * __wait_on_page_locked() and unlock_page() in mm/filemap.c, are the
300          * primary users of these fields, and in mm/page_alloc.c
301          * free_area_init_core() performs the initialization of them.
302          */
303         wait_queue_head_t       * wait_table;
304         unsigned long           wait_table_hash_nr_entries;
305         unsigned long           wait_table_bits;
306
307         /*
308          * Discontig memory support fields.
309          */
310         struct pglist_data      *zone_pgdat;
311         /* zone_start_pfn == zone_start_paddr >> PAGE_SHIFT */
312         unsigned long           zone_start_pfn;
313
314         /*
315          * zone_start_pfn, spanned_pages and present_pages are all
316          * protected by span_seqlock.  It is a seqlock because it has
317          * to be read outside of zone->lock, and it is done in the main
318          * allocator path.  But, it is written quite infrequently.
319          *
320          * The lock is declared along with zone->lock because it is
321          * frequently read in proximity to zone->lock.  It's good to
322          * give them a chance of being in the same cacheline.
323          */
324         unsigned long           spanned_pages;  /* total size, including holes */
325         unsigned long           present_pages;  /* amount of memory (excluding holes) */
326
327         /*
328          * rarely used fields:
329          */
330         const char              *name;
331 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
332
333 /*
334  * The "priority" of VM scanning is how much of the queues we will scan in one
335  * go. A value of 12 for DEF_PRIORITY implies that we will scan 1/4096th of the
336  * queues ("queue_length >> 12") during an aging round.
337  */
338 #define DEF_PRIORITY 12
339
340 /* Maximum number of zones on a zonelist */
341 #define MAX_ZONES_PER_ZONELIST (MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES)
342
343 #ifdef CONFIG_NUMA
344
345 /*
346  * The NUMA zonelists are doubled becausse we need zonelists that restrict the
347  * allocations to a single node for GFP_THISNODE.
348  *
349  * [0 .. MAX_NR_ZONES -1]               : Zonelists with fallback
350  * [MAZ_NR_ZONES ... MAZ_ZONELISTS -1]  : No fallback (GFP_THISNODE)
351  */
352 #define MAX_ZONELISTS (2 * MAX_NR_ZONES)
353
354
355 /*
356  * We cache key information from each zonelist for smaller cache
357  * footprint when scanning for free pages in get_page_from_freelist().
358  *
359  * 1) The BITMAP fullzones tracks which zones in a zonelist have come
360  *    up short of free memory since the last time (last_fullzone_zap)
361  *    we zero'd fullzones.
362  * 2) The array z_to_n[] maps each zone in the zonelist to its node
363  *    id, so that we can efficiently evaluate whether that node is
364  *    set in the current tasks mems_allowed.
365  *
366  * Both fullzones and z_to_n[] are one-to-one with the zonelist,
367  * indexed by a zones offset in the zonelist zones[] array.
368  *
369  * The get_page_from_freelist() routine does two scans.  During the
370  * first scan, we skip zones whose corresponding bit in 'fullzones'
371  * is set or whose corresponding node in current->mems_allowed (which
372  * comes from cpusets) is not set.  During the second scan, we bypass
373  * this zonelist_cache, to ensure we look methodically at each zone.
374  *
375  * Once per second, we zero out (zap) fullzones, forcing us to
376  * reconsider nodes that might have regained more free memory.
377  * The field last_full_zap is the time we last zapped fullzones.
378  *
379  * This mechanism reduces the amount of time we waste repeatedly
380  * reexaming zones for free memory when they just came up low on
381  * memory momentarilly ago.
382  *
383  * The zonelist_cache struct members logically belong in struct
384  * zonelist.  However, the mempolicy zonelists constructed for
385  * MPOL_BIND are intentionally variable length (and usually much
386  * shorter).  A general purpose mechanism for handling structs with
387  * multiple variable length members is more mechanism than we want
388  * here.  We resort to some special case hackery instead.
389  *
390  * The MPOL_BIND zonelists don't need this zonelist_cache (in good
391  * part because they are shorter), so we put the fixed length stuff
392  * at the front of the zonelist struct, ending in a variable length
393  * zones[], as is needed by MPOL_BIND.
394  *
395  * Then we put the optional zonelist cache on the end of the zonelist
396  * struct.  This optional stuff is found by a 'zlcache_ptr' pointer in
397  * the fixed length portion at the front of the struct.  This pointer
398  * both enables us to find the zonelist cache, and in the case of
399  * MPOL_BIND zonelists, (which will just set the zlcache_ptr to NULL)
400  * to know that the zonelist cache is not there.
401  *
402  * The end result is that struct zonelists come in two flavors:
403  *  1) The full, fixed length version, shown below, and
404  *  2) The custom zonelists for MPOL_BIND.
405  * The custom MPOL_BIND zonelists have a NULL zlcache_ptr and no zlcache.
406  *
407  * Even though there may be multiple CPU cores on a node modifying
408  * fullzones or last_full_zap in the same zonelist_cache at the same
409  * time, we don't lock it.  This is just hint data - if it is wrong now
410  * and then, the allocator will still function, perhaps a bit slower.
411  */
412
413
414 struct zonelist_cache {
415         unsigned short z_to_n[MAX_ZONES_PER_ZONELIST];          /* zone->nid */
416         DECLARE_BITMAP(fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);      /* zone full? */
417         unsigned long last_full_zap;            /* when last zap'd (jiffies) */
418 };
419 #else
420 #define MAX_ZONELISTS MAX_NR_ZONES
421 struct zonelist_cache;
422 #endif
423
424 /*
425  * One allocation request operates on a zonelist. A zonelist
426  * is a list of zones, the first one is the 'goal' of the
427  * allocation, the other zones are fallback zones, in decreasing
428  * priority.
429  *
430  * If zlcache_ptr is not NULL, then it is just the address of zlcache,
431  * as explained above.  If zlcache_ptr is NULL, there is no zlcache.
432  */
433
434 struct zonelist {
435         struct zonelist_cache *zlcache_ptr;                  // NULL or &zlcache
436         struct zone *zones[MAX_ZONES_PER_ZONELIST + 1];      // NULL delimited
437 #ifdef CONFIG_NUMA
438         struct zonelist_cache zlcache;                       // optional ...
439 #endif
440 };
441
442 #ifdef CONFIG_NUMA
443 /*
444  * Only custom zonelists like MPOL_BIND need to be filtered as part of
445  * policies. As described in the comment for struct zonelist_cache, these
446  * zonelists will not have a zlcache so zlcache_ptr will not be set. Use
447  * that to determine if the zonelists needs to be filtered or not.
448  */
449 static inline int alloc_should_filter_zonelist(struct zonelist *zonelist)
450 {
451         return !zonelist->zlcache_ptr;
452 }
453 #else
454 static inline int alloc_should_filter_zonelist(struct zonelist *zonelist)
455 {
456         return 0;
457 }
458 #endif /* CONFIG_NUMA */
459
460 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
461 struct node_active_region {
462         unsigned long start_pfn;
463         unsigned long end_pfn;
464         int nid;
465 };
466 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
467
468 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
469 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
470 extern struct page *mem_map;
471 #endif
472
473 /*
474  * The pg_data_t structure is used in machines with CONFIG_DISCONTIGMEM
475  * (mostly NUMA machines?) to denote a higher-level memory zone than the
476  * zone denotes.
477  *
478  * On NUMA machines, each NUMA node would have a pg_data_t to describe
479  * it's memory layout.
480  *
481  * Memory statistics and page replacement data structures are maintained on a
482  * per-zone basis.
483  */
484 struct bootmem_data;
485 typedef struct pglist_data {
486         struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
487         struct zonelist node_zonelists[MAX_ZONELISTS];
488         int nr_zones;
489 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
490         struct page *node_mem_map;
491 #endif
492         struct bootmem_data *bdata;
493 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
494         /*
495          * Must be held any time you expect node_start_pfn, node_present_pages
496          * or node_spanned_pages stay constant.  Holding this will also
497          * guarantee that any pfn_valid() stays that way.
498          *
499          * Nests above zone->lock and zone->size_seqlock.
500          */
501         spinlock_t node_size_lock;
502 #endif
503         unsigned long node_start_pfn;
504         unsigned long node_present_pages; /* total number of physical pages */
505         unsigned long node_spanned_pages; /* total size of physical page
506                                              range, including holes */
507         int node_id;
508         wait_queue_head_t kswapd_wait;
509         struct task_struct *kswapd;
510         int kswapd_max_order;
511 } pg_data_t;
512
513 #define node_present_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_present_pages)
514 #define node_spanned_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages)
515 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
516 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    ((pgdat)->node_mem_map + (pagenr))
517 #else
518 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    pfn_to_page((pgdat)->node_start_pfn + (pagenr))
519 #endif
520 #define nid_page_nr(nid, pagenr)        pgdat_page_nr(NODE_DATA(nid),(pagenr))
521
522 #include <linux/memory_hotplug.h>
523
524 void get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
525                         unsigned long *free);
526 void build_all_zonelists(void);
527 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order);
528 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
529                 int classzone_idx, int alloc_flags);
530 enum memmap_context {
531         MEMMAP_EARLY,
532         MEMMAP_HOTPLUG,
533 };
534 extern int init_currently_empty_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
535                                      unsigned long size,
536                                      enum memmap_context context);
537
538 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORY_PRESENT
539 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
540 #else
541 static inline void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end) {}
542 #endif
543
544 #ifdef CONFIG_NEED_NODE_MEMMAP_SIZE
545 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
546 #endif
547
548 /*
549  * zone_idx() returns 0 for the ZONE_DMA zone, 1 for the ZONE_NORMAL zone, etc.
550  */
551 #define zone_idx(zone)          ((zone) - (zone)->zone_pgdat->node_zones)
552
553 static inline int populated_zone(struct zone *zone)
554 {
555         return (!!zone->present_pages);
556 }
557
558 extern int movable_zone;
559
560 static inline int zone_movable_is_highmem(void)
561 {
562 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
563         return movable_zone == ZONE_HIGHMEM;
564 #else
565         return 0;
566 #endif
567 }
568
569 static inline int is_highmem_idx(enum zone_type idx)
570 {
571 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
572         return (idx == ZONE_HIGHMEM ||
573                 (idx == ZONE_MOVABLE && zone_movable_is_highmem()));
574 #else
575         return 0;
576 #endif
577 }
578
579 static inline int is_normal_idx(enum zone_type idx)
580 {
581         return (idx == ZONE_NORMAL);
582 }
583
584 /**
585  * is_highmem - helper function to quickly check if a struct zone is a 
586  *              highmem zone or not.  This is an attempt to keep references
587  *              to ZONE_{DMA/NORMAL/HIGHMEM/etc} in general code to a minimum.
588  * @zone - pointer to struct zone variable
589  */
590 static inline int is_highmem(struct zone *zone)
591 {
592 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
593         int zone_idx = zone - zone->zone_pgdat->node_zones;
594         return zone_idx == ZONE_HIGHMEM ||
595                 (zone_idx == ZONE_MOVABLE && zone_movable_is_highmem());
596 #else
597         return 0;
598 #endif
599 }
600
601 static inline int is_normal(struct zone *zone)
602 {
603         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
604 }
605
606 static inline int is_dma32(struct zone *zone)
607 {
608 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
609         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA32;
610 #else
611         return 0;
612 #endif
613 }
614
615 static inline int is_dma(struct zone *zone)
616 {
617 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
618         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA;
619 #else
620         return 0;
621 #endif
622 }
623
624 /* These two functions are used to setup the per zone pages min values */
625 struct ctl_table;
626 struct file;
627 int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *, 
628                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
629 extern int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1];
630 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
631                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
632 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
633                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
634 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
635                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
636 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
637                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
638
639 extern int numa_zonelist_order_handler(struct ctl_table *, int,
640                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
641 extern char numa_zonelist_order[];
642 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16      /* string buffer size */
643
644 #include <linux/topology.h>
645 /* Returns the number of the current Node. */
646 #ifndef numa_node_id
647 #define numa_node_id()          (cpu_to_node(raw_smp_processor_id()))
648 #endif
649
650 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
651
652 extern struct pglist_data contig_page_data;
653 #define NODE_DATA(nid)          (&contig_page_data)
654 #define NODE_MEM_MAP(nid)       mem_map
655 #define MAX_NODES_SHIFT         1
656
657 #else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
658
659 #include <asm/mmzone.h>
660
661 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
662
663 extern struct pglist_data *first_online_pgdat(void);
664 extern struct pglist_data *next_online_pgdat(struct pglist_data *pgdat);
665 extern struct zone *next_zone(struct zone *zone);
666
667 /**
668  * for_each_pgdat - helper macro to iterate over all nodes
669  * @pgdat - pointer to a pg_data_t variable
670  */
671 #define for_each_online_pgdat(pgdat)                    \
672         for (pgdat = first_online_pgdat();              \
673              pgdat;                                     \
674              pgdat = next_online_pgdat(pgdat))
675 /**
676  * for_each_zone - helper macro to iterate over all memory zones
677  * @zone - pointer to struct zone variable
678  *
679  * The user only needs to declare the zone variable, for_each_zone
680  * fills it in.
681  */
682 #define for_each_zone(zone)                             \
683         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
684              zone;                                      \
685              zone = next_zone(zone))
686
687 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
688 #include <asm/sparsemem.h>
689 #endif
690
691 #if BITS_PER_LONG == 32
692 /*
693  * with 32 bit page->flags field, we reserve 9 bits for node/zone info.
694  * there are 4 zones (3 bits) and this leaves 9-3=6 bits for nodes.
695  */
696 #define FLAGS_RESERVED          9
697
698 #elif BITS_PER_LONG == 64
699 /*
700  * with 64 bit flags field, there's plenty of room.
701  */
702 #define FLAGS_RESERVED          32
703
704 #else
705
706 #error BITS_PER_LONG not defined
707
708 #endif
709
710 #if !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID) && \
711         !defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
712 #define early_pfn_to_nid(nid)  (0UL)
713 #endif
714
715 #ifdef CONFIG_FLATMEM
716 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
717 #endif
718
719 #define pfn_to_section_nr(pfn) ((pfn) >> PFN_SECTION_SHIFT)
720 #define section_nr_to_pfn(sec) ((sec) << PFN_SECTION_SHIFT)
721
722 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
723
724 /*
725  * SECTION_SHIFT                #bits space required to store a section #
726  *
727  * PA_SECTION_SHIFT             physical address to/from section number
728  * PFN_SECTION_SHIFT            pfn to/from section number
729  */
730 #define SECTIONS_SHIFT          (MAX_PHYSMEM_BITS - SECTION_SIZE_BITS)
731
732 #define PA_SECTION_SHIFT        (SECTION_SIZE_BITS)
733 #define PFN_SECTION_SHIFT       (SECTION_SIZE_BITS - PAGE_SHIFT)
734
735 #define NR_MEM_SECTIONS         (1UL << SECTIONS_SHIFT)
736
737 #define PAGES_PER_SECTION       (1UL << PFN_SECTION_SHIFT)
738 #define PAGE_SECTION_MASK       (~(PAGES_PER_SECTION-1))
739
740 #define SECTION_BLOCKFLAGS_BITS \
741                 ((SECTION_SIZE_BITS - (MAX_ORDER-1)) * NR_PAGEBLOCK_BITS)
742
743 #if (MAX_ORDER - 1 + PAGE_SHIFT) > SECTION_SIZE_BITS
744 #error Allocator MAX_ORDER exceeds SECTION_SIZE
745 #endif
746
747 struct page;
748 struct mem_section {
749         /*
750          * This is, logically, a pointer to an array of struct
751          * pages.  However, it is stored with some other magic.
752          * (see sparse.c::sparse_init_one_section())
753          *
754          * Additionally during early boot we encode node id of
755          * the location of the section here to guide allocation.
756          * (see sparse.c::memory_present())
757          *
758          * Making it a UL at least makes someone do a cast
759          * before using it wrong.
760          */
761         unsigned long section_mem_map;
762         DECLARE_BITMAP(pageblock_flags, SECTION_BLOCKFLAGS_BITS);
763 };
764
765 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
766 #define SECTIONS_PER_ROOT       (PAGE_SIZE / sizeof (struct mem_section))
767 #else
768 #define SECTIONS_PER_ROOT       1
769 #endif
770
771 #define SECTION_NR_TO_ROOT(sec) ((sec) / SECTIONS_PER_ROOT)
772 #define NR_SECTION_ROOTS        (NR_MEM_SECTIONS / SECTIONS_PER_ROOT)
773 #define SECTION_ROOT_MASK       (SECTIONS_PER_ROOT - 1)
774
775 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
776 extern struct mem_section *mem_section[NR_SECTION_ROOTS];
777 #else
778 extern struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT];
779 #endif
780
781 static inline struct mem_section *__nr_to_section(unsigned long nr)
782 {
783         if (!mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)])
784                 return NULL;
785         return &mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)][nr & SECTION_ROOT_MASK];
786 }
787 extern int __section_nr(struct mem_section* ms);
788
789 /*
790  * We use the lower bits of the mem_map pointer to store
791  * a little bit of information.  There should be at least
792  * 3 bits here due to 32-bit alignment.
793  */
794 #define SECTION_MARKED_PRESENT  (1UL<<0)
795 #define SECTION_HAS_MEM_MAP     (1UL<<1)
796 #define SECTION_MAP_LAST_BIT    (1UL<<2)
797 #define SECTION_MAP_MASK        (~(SECTION_MAP_LAST_BIT-1))
798 #define SECTION_NID_SHIFT       2
799
800 static inline struct page *__section_mem_map_addr(struct mem_section *section)
801 {
802         unsigned long map = section->section_mem_map;
803         map &= SECTION_MAP_MASK;
804         return (struct page *)map;
805 }
806
807 static inline int present_section(struct mem_section *section)
808 {
809         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_MARKED_PRESENT));
810 }
811
812 static inline int present_section_nr(unsigned long nr)
813 {
814         return present_section(__nr_to_section(nr));
815 }
816
817 static inline int valid_section(struct mem_section *section)
818 {
819         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_HAS_MEM_MAP));
820 }
821
822 static inline int valid_section_nr(unsigned long nr)
823 {
824         return valid_section(__nr_to_section(nr));
825 }
826
827 static inline struct mem_section *__pfn_to_section(unsigned long pfn)
828 {
829         return __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
830 }
831
832 static inline int pfn_valid(unsigned long pfn)
833 {
834         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
835                 return 0;
836         return valid_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
837 }
838
839 static inline int pfn_present(unsigned long pfn)
840 {
841         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
842                 return 0;
843         return present_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
844 }
845
846 /*
847  * These are _only_ used during initialisation, therefore they
848  * can use __initdata ...  They could have names to indicate
849  * this restriction.
850  */
851 #ifdef CONFIG_NUMA
852 #define pfn_to_nid(pfn)                                                 \
853 ({                                                                      \
854         unsigned long __pfn_to_nid_pfn = (pfn);                         \
855         page_to_nid(pfn_to_page(__pfn_to_nid_pfn));                     \
856 })
857 #else
858 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
859 #endif
860
861 #define early_pfn_valid(pfn)    pfn_valid(pfn)
862 void sparse_init(void);
863 #else
864 #define sparse_init()   do {} while (0)
865 #define sparse_index_init(_sec, _nid)  do {} while (0)
866 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
867
868 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
869 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (early_pfn_to_nid(pfn) == (nid))
870 #else
871 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (1)
872 #endif
873
874 #ifndef early_pfn_valid
875 #define early_pfn_valid(pfn)    (1)
876 #endif
877
878 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
879 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
880
881 /*
882  * If it is possible to have holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES, then we
883  * need to check pfn validility within that MAX_ORDER_NR_PAGES block.
884  * pfn_valid_within() should be used in this case; we optimise this away
885  * when we have no holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES block.
886  */
887 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
888 #define pfn_valid_within(pfn) pfn_valid(pfn)
889 #else
890 #define pfn_valid_within(pfn) (1)
891 #endif
892
893 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
894 #endif /* __KERNEL__ */
895 #endif /* _LINUX_MMZONE_H */