0aa4445b0b8afbd16fac6a8c7f7521715602b099
[linux-2.6.git] / include / linux / mmzone.h
1 #ifndef _LINUX_MMZONE_H
2 #define _LINUX_MMZONE_H
3
4 #ifndef __ASSEMBLY__
5 #ifndef __GENERATING_BOUNDS_H
6
7 #include <linux/spinlock.h>
8 #include <linux/list.h>
9 #include <linux/wait.h>
10 #include <linux/bitops.h>
11 #include <linux/cache.h>
12 #include <linux/threads.h>
13 #include <linux/numa.h>
14 #include <linux/init.h>
15 #include <linux/seqlock.h>
16 #include <linux/nodemask.h>
17 #include <linux/pageblock-flags.h>
18 #include <linux/bounds.h>
19 #include <asm/atomic.h>
20 #include <asm/page.h>
21
22 /* Free memory management - zoned buddy allocator.  */
23 #ifndef CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
24 #define MAX_ORDER 11
25 #else
26 #define MAX_ORDER CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
27 #endif
28 #define MAX_ORDER_NR_PAGES (1 << (MAX_ORDER - 1))
29
30 /*
31  * PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER is the order at which allocations are deemed
32  * costly to service.  That is between allocation orders which should
33  * coelesce naturally under reasonable reclaim pressure and those which
34  * will not.
35  */
36 #define PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER 3
37
38 #define MIGRATE_UNMOVABLE     0
39 #define MIGRATE_RECLAIMABLE   1
40 #define MIGRATE_MOVABLE       2
41 #define MIGRATE_RESERVE       3
42 #define MIGRATE_ISOLATE       4 /* can't allocate from here */
43 #define MIGRATE_TYPES         5
44
45 #define for_each_migratetype_order(order, type) \
46         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) \
47                 for (type = 0; type < MIGRATE_TYPES; type++)
48
49 extern int page_group_by_mobility_disabled;
50
51 static inline int get_pageblock_migratetype(struct page *page)
52 {
53         return get_pageblock_flags_group(page, PB_migrate, PB_migrate_end);
54 }
55
56 struct free_area {
57         struct list_head        free_list[MIGRATE_TYPES];
58         unsigned long           nr_free;
59 };
60
61 struct pglist_data;
62
63 /*
64  * zone->lock and zone->lru_lock are two of the hottest locks in the kernel.
65  * So add a wild amount of padding here to ensure that they fall into separate
66  * cachelines.  There are very few zone structures in the machine, so space
67  * consumption is not a concern here.
68  */
69 #if defined(CONFIG_SMP)
70 struct zone_padding {
71         char x[0];
72 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
73 #define ZONE_PADDING(name)      struct zone_padding name;
74 #else
75 #define ZONE_PADDING(name)
76 #endif
77
78 enum zone_stat_item {
79         /* First 128 byte cacheline (assuming 64 bit words) */
80         NR_FREE_PAGES,
81         NR_LRU_BASE,
82         NR_INACTIVE_ANON = NR_LRU_BASE, /* must match order of LRU_[IN]ACTIVE */
83         NR_ACTIVE_ANON,         /*  "     "     "   "       "         */
84         NR_INACTIVE_FILE,       /*  "     "     "   "       "         */
85         NR_ACTIVE_FILE,         /*  "     "     "   "       "         */
86 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
87         NR_UNEVICTABLE,         /*  "     "     "   "       "         */
88         NR_MLOCK,               /* mlock()ed pages found and moved off LRU */
89 #else
90         NR_UNEVICTABLE = NR_ACTIVE_FILE, /* avoid compiler errors in dead code */
91         NR_MLOCK = NR_ACTIVE_FILE,
92 #endif
93         NR_ANON_PAGES,  /* Mapped anonymous pages */
94         NR_FILE_MAPPED, /* pagecache pages mapped into pagetables.
95                            only modified from process context */
96         NR_FILE_PAGES,
97         NR_FILE_DIRTY,
98         NR_WRITEBACK,
99         NR_SLAB_RECLAIMABLE,
100         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
101         NR_PAGETABLE,           /* used for pagetables */
102         NR_UNSTABLE_NFS,        /* NFS unstable pages */
103         NR_BOUNCE,
104         NR_VMSCAN_WRITE,
105         /* Second 128 byte cacheline */
106         NR_WRITEBACK_TEMP,      /* Writeback using temporary buffers */
107 #ifdef CONFIG_NUMA
108         NUMA_HIT,               /* allocated in intended node */
109         NUMA_MISS,              /* allocated in non intended node */
110         NUMA_FOREIGN,           /* was intended here, hit elsewhere */
111         NUMA_INTERLEAVE_HIT,    /* interleaver preferred this zone */
112         NUMA_LOCAL,             /* allocation from local node */
113         NUMA_OTHER,             /* allocation from other node */
114 #endif
115         NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS };
116
117 /*
118  * We do arithmetic on the LRU lists in various places in the code,
119  * so it is important to keep the active lists LRU_ACTIVE higher in
120  * the array than the corresponding inactive lists, and to keep
121  * the *_FILE lists LRU_FILE higher than the corresponding _ANON lists.
122  *
123  * This has to be kept in sync with the statistics in zone_stat_item
124  * above and the descriptions in vmstat_text in mm/vmstat.c
125  */
126 #define LRU_BASE 0
127 #define LRU_ACTIVE 1
128 #define LRU_FILE 2
129
130 enum lru_list {
131         LRU_INACTIVE_ANON = LRU_BASE,
132         LRU_ACTIVE_ANON = LRU_BASE + LRU_ACTIVE,
133         LRU_INACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE,
134         LRU_ACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE + LRU_ACTIVE,
135 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
136         LRU_UNEVICTABLE,
137 #else
138         LRU_UNEVICTABLE = LRU_ACTIVE_FILE, /* avoid compiler errors in dead code */
139 #endif
140         NR_LRU_LISTS
141 };
142
143 #define for_each_lru(l) for (l = 0; l < NR_LRU_LISTS; l++)
144
145 #define for_each_evictable_lru(l) for (l = 0; l <= LRU_ACTIVE_FILE; l++)
146
147 static inline int is_file_lru(enum lru_list l)
148 {
149         return (l == LRU_INACTIVE_FILE || l == LRU_ACTIVE_FILE);
150 }
151
152 static inline int is_active_lru(enum lru_list l)
153 {
154         return (l == LRU_ACTIVE_ANON || l == LRU_ACTIVE_FILE);
155 }
156
157 static inline int is_unevictable_lru(enum lru_list l)
158 {
159 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
160         return (l == LRU_UNEVICTABLE);
161 #else
162         return 0;
163 #endif
164 }
165
166 struct per_cpu_pages {
167         int count;              /* number of pages in the list */
168         int high;               /* high watermark, emptying needed */
169         int batch;              /* chunk size for buddy add/remove */
170         struct list_head list;  /* the list of pages */
171 };
172
173 struct per_cpu_pageset {
174         struct per_cpu_pages pcp;
175 #ifdef CONFIG_NUMA
176         s8 expire;
177 #endif
178 #ifdef CONFIG_SMP
179         s8 stat_threshold;
180         s8 vm_stat_diff[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
181 #endif
182 } ____cacheline_aligned_in_smp;
183
184 #ifdef CONFIG_NUMA
185 #define zone_pcp(__z, __cpu) ((__z)->pageset[(__cpu)])
186 #else
187 #define zone_pcp(__z, __cpu) (&(__z)->pageset[(__cpu)])
188 #endif
189
190 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
191
192 enum zone_type {
193 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
194         /*
195          * ZONE_DMA is used when there are devices that are not able
196          * to do DMA to all of addressable memory (ZONE_NORMAL). Then we
197          * carve out the portion of memory that is needed for these devices.
198          * The range is arch specific.
199          *
200          * Some examples
201          *
202          * Architecture         Limit
203          * ---------------------------
204          * parisc, ia64, sparc  <4G
205          * s390                 <2G
206          * arm                  Various
207          * alpha                Unlimited or 0-16MB.
208          *
209          * i386, x86_64 and multiple other arches
210          *                      <16M.
211          */
212         ZONE_DMA,
213 #endif
214 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
215         /*
216          * x86_64 needs two ZONE_DMAs because it supports devices that are
217          * only able to do DMA to the lower 16M but also 32 bit devices that
218          * can only do DMA areas below 4G.
219          */
220         ZONE_DMA32,
221 #endif
222         /*
223          * Normal addressable memory is in ZONE_NORMAL. DMA operations can be
224          * performed on pages in ZONE_NORMAL if the DMA devices support
225          * transfers to all addressable memory.
226          */
227         ZONE_NORMAL,
228 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
229         /*
230          * A memory area that is only addressable by the kernel through
231          * mapping portions into its own address space. This is for example
232          * used by i386 to allow the kernel to address the memory beyond
233          * 900MB. The kernel will set up special mappings (page
234          * table entries on i386) for each page that the kernel needs to
235          * access.
236          */
237         ZONE_HIGHMEM,
238 #endif
239         ZONE_MOVABLE,
240         __MAX_NR_ZONES
241 };
242
243 #ifndef __GENERATING_BOUNDS_H
244
245 /*
246  * When a memory allocation must conform to specific limitations (such
247  * as being suitable for DMA) the caller will pass in hints to the
248  * allocator in the gfp_mask, in the zone modifier bits.  These bits
249  * are used to select a priority ordered list of memory zones which
250  * match the requested limits. See gfp_zone() in include/linux/gfp.h
251  */
252
253 #if MAX_NR_ZONES < 2
254 #define ZONES_SHIFT 0
255 #elif MAX_NR_ZONES <= 2
256 #define ZONES_SHIFT 1
257 #elif MAX_NR_ZONES <= 4
258 #define ZONES_SHIFT 2
259 #else
260 #error ZONES_SHIFT -- too many zones configured adjust calculation
261 #endif
262
263 struct zone_reclaim_stat {
264         /*
265          * The pageout code in vmscan.c keeps track of how many of the
266          * mem/swap backed and file backed pages are refeferenced.
267          * The higher the rotated/scanned ratio, the more valuable
268          * that cache is.
269          *
270          * The anon LRU stats live in [0], file LRU stats in [1]
271          */
272         unsigned long           recent_rotated[2];
273         unsigned long           recent_scanned[2];
274 };
275
276 struct zone {
277         /* Fields commonly accessed by the page allocator */
278         unsigned long           pages_min, pages_low, pages_high;
279         /*
280          * We don't know if the memory that we're going to allocate will be freeable
281          * or/and it will be released eventually, so to avoid totally wasting several
282          * GB of ram we must reserve some of the lower zone memory (otherwise we risk
283          * to run OOM on the lower zones despite there's tons of freeable ram
284          * on the higher zones). This array is recalculated at runtime if the
285          * sysctl_lowmem_reserve_ratio sysctl changes.
286          */
287         unsigned long           lowmem_reserve[MAX_NR_ZONES];
288
289 #ifdef CONFIG_NUMA
290         int node;
291         /*
292          * zone reclaim becomes active if more unmapped pages exist.
293          */
294         unsigned long           min_unmapped_pages;
295         unsigned long           min_slab_pages;
296         struct per_cpu_pageset  *pageset[NR_CPUS];
297 #else
298         struct per_cpu_pageset  pageset[NR_CPUS];
299 #endif
300         /*
301          * free areas of different sizes
302          */
303         spinlock_t              lock;
304 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
305         /* see spanned/present_pages for more description */
306         seqlock_t               span_seqlock;
307 #endif
308         struct free_area        free_area[MAX_ORDER];
309
310 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
311         /*
312          * Flags for a pageblock_nr_pages block. See pageblock-flags.h.
313          * In SPARSEMEM, this map is stored in struct mem_section
314          */
315         unsigned long           *pageblock_flags;
316 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
317
318
319         ZONE_PADDING(_pad1_)
320
321         /* Fields commonly accessed by the page reclaim scanner */
322         spinlock_t              lru_lock;       
323         struct {
324                 struct list_head list;
325                 unsigned long nr_scan;
326         } lru[NR_LRU_LISTS];
327
328         struct zone_reclaim_stat reclaim_stat;
329
330         unsigned long           pages_scanned;     /* since last reclaim */
331         unsigned long           flags;             /* zone flags, see below */
332
333         /* Zone statistics */
334         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
335
336         /*
337          * prev_priority holds the scanning priority for this zone.  It is
338          * defined as the scanning priority at which we achieved our reclaim
339          * target at the previous try_to_free_pages() or balance_pgdat()
340          * invokation.
341          *
342          * We use prev_priority as a measure of how much stress page reclaim is
343          * under - it drives the swappiness decision: whether to unmap mapped
344          * pages.
345          *
346          * Access to both this field is quite racy even on uniprocessor.  But
347          * it is expected to average out OK.
348          */
349         int prev_priority;
350
351         /*
352          * The target ratio of ACTIVE_ANON to INACTIVE_ANON pages on
353          * this zone's LRU.  Maintained by the pageout code.
354          */
355         unsigned int inactive_ratio;
356
357
358         ZONE_PADDING(_pad2_)
359         /* Rarely used or read-mostly fields */
360
361         /*
362          * wait_table           -- the array holding the hash table
363          * wait_table_hash_nr_entries   -- the size of the hash table array
364          * wait_table_bits      -- wait_table_size == (1 << wait_table_bits)
365          *
366          * The purpose of all these is to keep track of the people
367          * waiting for a page to become available and make them
368          * runnable again when possible. The trouble is that this
369          * consumes a lot of space, especially when so few things
370          * wait on pages at a given time. So instead of using
371          * per-page waitqueues, we use a waitqueue hash table.
372          *
373          * The bucket discipline is to sleep on the same queue when
374          * colliding and wake all in that wait queue when removing.
375          * When something wakes, it must check to be sure its page is
376          * truly available, a la thundering herd. The cost of a
377          * collision is great, but given the expected load of the
378          * table, they should be so rare as to be outweighed by the
379          * benefits from the saved space.
380          *
381          * __wait_on_page_locked() and unlock_page() in mm/filemap.c, are the
382          * primary users of these fields, and in mm/page_alloc.c
383          * free_area_init_core() performs the initialization of them.
384          */
385         wait_queue_head_t       * wait_table;
386         unsigned long           wait_table_hash_nr_entries;
387         unsigned long           wait_table_bits;
388
389         /*
390          * Discontig memory support fields.
391          */
392         struct pglist_data      *zone_pgdat;
393         /* zone_start_pfn == zone_start_paddr >> PAGE_SHIFT */
394         unsigned long           zone_start_pfn;
395
396         /*
397          * zone_start_pfn, spanned_pages and present_pages are all
398          * protected by span_seqlock.  It is a seqlock because it has
399          * to be read outside of zone->lock, and it is done in the main
400          * allocator path.  But, it is written quite infrequently.
401          *
402          * The lock is declared along with zone->lock because it is
403          * frequently read in proximity to zone->lock.  It's good to
404          * give them a chance of being in the same cacheline.
405          */
406         unsigned long           spanned_pages;  /* total size, including holes */
407         unsigned long           present_pages;  /* amount of memory (excluding holes) */
408
409         /*
410          * rarely used fields:
411          */
412         const char              *name;
413 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
414
415 typedef enum {
416         ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE,         /* all pages pinned */
417         ZONE_RECLAIM_LOCKED,            /* prevents concurrent reclaim */
418         ZONE_OOM_LOCKED,                /* zone is in OOM killer zonelist */
419 } zone_flags_t;
420
421 static inline void zone_set_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
422 {
423         set_bit(flag, &zone->flags);
424 }
425
426 static inline int zone_test_and_set_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
427 {
428         return test_and_set_bit(flag, &zone->flags);
429 }
430
431 static inline void zone_clear_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
432 {
433         clear_bit(flag, &zone->flags);
434 }
435
436 static inline int zone_is_all_unreclaimable(const struct zone *zone)
437 {
438         return test_bit(ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE, &zone->flags);
439 }
440
441 static inline int zone_is_reclaim_locked(const struct zone *zone)
442 {
443         return test_bit(ZONE_RECLAIM_LOCKED, &zone->flags);
444 }
445
446 static inline int zone_is_oom_locked(const struct zone *zone)
447 {
448         return test_bit(ZONE_OOM_LOCKED, &zone->flags);
449 }
450
451 /*
452  * The "priority" of VM scanning is how much of the queues we will scan in one
453  * go. A value of 12 for DEF_PRIORITY implies that we will scan 1/4096th of the
454  * queues ("queue_length >> 12") during an aging round.
455  */
456 #define DEF_PRIORITY 12
457
458 /* Maximum number of zones on a zonelist */
459 #define MAX_ZONES_PER_ZONELIST (MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES)
460
461 #ifdef CONFIG_NUMA
462
463 /*
464  * The NUMA zonelists are doubled becausse we need zonelists that restrict the
465  * allocations to a single node for GFP_THISNODE.
466  *
467  * [0]  : Zonelist with fallback
468  * [1]  : No fallback (GFP_THISNODE)
469  */
470 #define MAX_ZONELISTS 2
471
472
473 /*
474  * We cache key information from each zonelist for smaller cache
475  * footprint when scanning for free pages in get_page_from_freelist().
476  *
477  * 1) The BITMAP fullzones tracks which zones in a zonelist have come
478  *    up short of free memory since the last time (last_fullzone_zap)
479  *    we zero'd fullzones.
480  * 2) The array z_to_n[] maps each zone in the zonelist to its node
481  *    id, so that we can efficiently evaluate whether that node is
482  *    set in the current tasks mems_allowed.
483  *
484  * Both fullzones and z_to_n[] are one-to-one with the zonelist,
485  * indexed by a zones offset in the zonelist zones[] array.
486  *
487  * The get_page_from_freelist() routine does two scans.  During the
488  * first scan, we skip zones whose corresponding bit in 'fullzones'
489  * is set or whose corresponding node in current->mems_allowed (which
490  * comes from cpusets) is not set.  During the second scan, we bypass
491  * this zonelist_cache, to ensure we look methodically at each zone.
492  *
493  * Once per second, we zero out (zap) fullzones, forcing us to
494  * reconsider nodes that might have regained more free memory.
495  * The field last_full_zap is the time we last zapped fullzones.
496  *
497  * This mechanism reduces the amount of time we waste repeatedly
498  * reexaming zones for free memory when they just came up low on
499  * memory momentarilly ago.
500  *
501  * The zonelist_cache struct members logically belong in struct
502  * zonelist.  However, the mempolicy zonelists constructed for
503  * MPOL_BIND are intentionally variable length (and usually much
504  * shorter).  A general purpose mechanism for handling structs with
505  * multiple variable length members is more mechanism than we want
506  * here.  We resort to some special case hackery instead.
507  *
508  * The MPOL_BIND zonelists don't need this zonelist_cache (in good
509  * part because they are shorter), so we put the fixed length stuff
510  * at the front of the zonelist struct, ending in a variable length
511  * zones[], as is needed by MPOL_BIND.
512  *
513  * Then we put the optional zonelist cache on the end of the zonelist
514  * struct.  This optional stuff is found by a 'zlcache_ptr' pointer in
515  * the fixed length portion at the front of the struct.  This pointer
516  * both enables us to find the zonelist cache, and in the case of
517  * MPOL_BIND zonelists, (which will just set the zlcache_ptr to NULL)
518  * to know that the zonelist cache is not there.
519  *
520  * The end result is that struct zonelists come in two flavors:
521  *  1) The full, fixed length version, shown below, and
522  *  2) The custom zonelists for MPOL_BIND.
523  * The custom MPOL_BIND zonelists have a NULL zlcache_ptr and no zlcache.
524  *
525  * Even though there may be multiple CPU cores on a node modifying
526  * fullzones or last_full_zap in the same zonelist_cache at the same
527  * time, we don't lock it.  This is just hint data - if it is wrong now
528  * and then, the allocator will still function, perhaps a bit slower.
529  */
530
531
532 struct zonelist_cache {
533         unsigned short z_to_n[MAX_ZONES_PER_ZONELIST];          /* zone->nid */
534         DECLARE_BITMAP(fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);      /* zone full? */
535         unsigned long last_full_zap;            /* when last zap'd (jiffies) */
536 };
537 #else
538 #define MAX_ZONELISTS 1
539 struct zonelist_cache;
540 #endif
541
542 /*
543  * This struct contains information about a zone in a zonelist. It is stored
544  * here to avoid dereferences into large structures and lookups of tables
545  */
546 struct zoneref {
547         struct zone *zone;      /* Pointer to actual zone */
548         int zone_idx;           /* zone_idx(zoneref->zone) */
549 };
550
551 /*
552  * One allocation request operates on a zonelist. A zonelist
553  * is a list of zones, the first one is the 'goal' of the
554  * allocation, the other zones are fallback zones, in decreasing
555  * priority.
556  *
557  * If zlcache_ptr is not NULL, then it is just the address of zlcache,
558  * as explained above.  If zlcache_ptr is NULL, there is no zlcache.
559  * *
560  * To speed the reading of the zonelist, the zonerefs contain the zone index
561  * of the entry being read. Helper functions to access information given
562  * a struct zoneref are
563  *
564  * zonelist_zone()      - Return the struct zone * for an entry in _zonerefs
565  * zonelist_zone_idx()  - Return the index of the zone for an entry
566  * zonelist_node_idx()  - Return the index of the node for an entry
567  */
568 struct zonelist {
569         struct zonelist_cache *zlcache_ptr;                  // NULL or &zlcache
570         struct zoneref _zonerefs[MAX_ZONES_PER_ZONELIST + 1];
571 #ifdef CONFIG_NUMA
572         struct zonelist_cache zlcache;                       // optional ...
573 #endif
574 };
575
576 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
577 struct node_active_region {
578         unsigned long start_pfn;
579         unsigned long end_pfn;
580         int nid;
581 };
582 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
583
584 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
585 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
586 extern struct page *mem_map;
587 #endif
588
589 /*
590  * The pg_data_t structure is used in machines with CONFIG_DISCONTIGMEM
591  * (mostly NUMA machines?) to denote a higher-level memory zone than the
592  * zone denotes.
593  *
594  * On NUMA machines, each NUMA node would have a pg_data_t to describe
595  * it's memory layout.
596  *
597  * Memory statistics and page replacement data structures are maintained on a
598  * per-zone basis.
599  */
600 struct bootmem_data;
601 typedef struct pglist_data {
602         struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
603         struct zonelist node_zonelists[MAX_ZONELISTS];
604         int nr_zones;
605 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP /* means !SPARSEMEM */
606         struct page *node_mem_map;
607 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR
608         struct page_cgroup *node_page_cgroup;
609 #endif
610 #endif
611         struct bootmem_data *bdata;
612 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
613         /*
614          * Must be held any time you expect node_start_pfn, node_present_pages
615          * or node_spanned_pages stay constant.  Holding this will also
616          * guarantee that any pfn_valid() stays that way.
617          *
618          * Nests above zone->lock and zone->size_seqlock.
619          */
620         spinlock_t node_size_lock;
621 #endif
622         unsigned long node_start_pfn;
623         unsigned long node_present_pages; /* total number of physical pages */
624         unsigned long node_spanned_pages; /* total size of physical page
625                                              range, including holes */
626         int node_id;
627         wait_queue_head_t kswapd_wait;
628         struct task_struct *kswapd;
629         int kswapd_max_order;
630 } pg_data_t;
631
632 #define node_present_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_present_pages)
633 #define node_spanned_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages)
634 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
635 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    ((pgdat)->node_mem_map + (pagenr))
636 #else
637 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    pfn_to_page((pgdat)->node_start_pfn + (pagenr))
638 #endif
639 #define nid_page_nr(nid, pagenr)        pgdat_page_nr(NODE_DATA(nid),(pagenr))
640
641 #include <linux/memory_hotplug.h>
642
643 void get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
644                         unsigned long *free);
645 void build_all_zonelists(void);
646 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order);
647 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
648                 int classzone_idx, int alloc_flags);
649 enum memmap_context {
650         MEMMAP_EARLY,
651         MEMMAP_HOTPLUG,
652 };
653 extern int init_currently_empty_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
654                                      unsigned long size,
655                                      enum memmap_context context);
656
657 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORY_PRESENT
658 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
659 #else
660 static inline void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end) {}
661 #endif
662
663 #ifdef CONFIG_NEED_NODE_MEMMAP_SIZE
664 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
665 #endif
666
667 /*
668  * zone_idx() returns 0 for the ZONE_DMA zone, 1 for the ZONE_NORMAL zone, etc.
669  */
670 #define zone_idx(zone)          ((zone) - (zone)->zone_pgdat->node_zones)
671
672 static inline int populated_zone(struct zone *zone)
673 {
674         return (!!zone->present_pages);
675 }
676
677 extern int movable_zone;
678
679 static inline int zone_movable_is_highmem(void)
680 {
681 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
682         return movable_zone == ZONE_HIGHMEM;
683 #else
684         return 0;
685 #endif
686 }
687
688 static inline int is_highmem_idx(enum zone_type idx)
689 {
690 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
691         return (idx == ZONE_HIGHMEM ||
692                 (idx == ZONE_MOVABLE && zone_movable_is_highmem()));
693 #else
694         return 0;
695 #endif
696 }
697
698 static inline int is_normal_idx(enum zone_type idx)
699 {
700         return (idx == ZONE_NORMAL);
701 }
702
703 /**
704  * is_highmem - helper function to quickly check if a struct zone is a 
705  *              highmem zone or not.  This is an attempt to keep references
706  *              to ZONE_{DMA/NORMAL/HIGHMEM/etc} in general code to a minimum.
707  * @zone - pointer to struct zone variable
708  */
709 static inline int is_highmem(struct zone *zone)
710 {
711 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
712         int zone_off = (char *)zone - (char *)zone->zone_pgdat->node_zones;
713         return zone_off == ZONE_HIGHMEM * sizeof(*zone) ||
714                (zone_off == ZONE_MOVABLE * sizeof(*zone) &&
715                 zone_movable_is_highmem());
716 #else
717         return 0;
718 #endif
719 }
720
721 static inline int is_normal(struct zone *zone)
722 {
723         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
724 }
725
726 static inline int is_dma32(struct zone *zone)
727 {
728 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
729         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA32;
730 #else
731         return 0;
732 #endif
733 }
734
735 static inline int is_dma(struct zone *zone)
736 {
737 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
738         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA;
739 #else
740         return 0;
741 #endif
742 }
743
744 /* These two functions are used to setup the per zone pages min values */
745 struct ctl_table;
746 struct file;
747 int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *, 
748                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
749 extern int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1];
750 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
751                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
752 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
753                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
754 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
755                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
756 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
757                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
758
759 extern int numa_zonelist_order_handler(struct ctl_table *, int,
760                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
761 extern char numa_zonelist_order[];
762 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16      /* string buffer size */
763
764 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
765
766 extern struct pglist_data contig_page_data;
767 #define NODE_DATA(nid)          (&contig_page_data)
768 #define NODE_MEM_MAP(nid)       mem_map
769
770 #else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
771
772 #include <asm/mmzone.h>
773
774 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
775
776 extern struct pglist_data *first_online_pgdat(void);
777 extern struct pglist_data *next_online_pgdat(struct pglist_data *pgdat);
778 extern struct zone *next_zone(struct zone *zone);
779
780 /**
781  * for_each_online_pgdat - helper macro to iterate over all online nodes
782  * @pgdat - pointer to a pg_data_t variable
783  */
784 #define for_each_online_pgdat(pgdat)                    \
785         for (pgdat = first_online_pgdat();              \
786              pgdat;                                     \
787              pgdat = next_online_pgdat(pgdat))
788 /**
789  * for_each_zone - helper macro to iterate over all memory zones
790  * @zone - pointer to struct zone variable
791  *
792  * The user only needs to declare the zone variable, for_each_zone
793  * fills it in.
794  */
795 #define for_each_zone(zone)                             \
796         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
797              zone;                                      \
798              zone = next_zone(zone))
799
800 #define for_each_populated_zone(zone)                   \
801         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
802              zone;                                      \
803              zone = next_zone(zone))                    \
804                 if (!populated_zone(zone))              \
805                         ; /* do nothing */              \
806                 else
807
808 static inline struct zone *zonelist_zone(struct zoneref *zoneref)
809 {
810         return zoneref->zone;
811 }
812
813 static inline int zonelist_zone_idx(struct zoneref *zoneref)
814 {
815         return zoneref->zone_idx;
816 }
817
818 static inline int zonelist_node_idx(struct zoneref *zoneref)
819 {
820 #ifdef CONFIG_NUMA
821         /* zone_to_nid not available in this context */
822         return zoneref->zone->node;
823 #else
824         return 0;
825 #endif /* CONFIG_NUMA */
826 }
827
828 /**
829  * next_zones_zonelist - Returns the next zone at or below highest_zoneidx within the allowed nodemask using a cursor within a zonelist as a starting point
830  * @z - The cursor used as a starting point for the search
831  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
832  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
833  * @zone - The first suitable zone found is returned via this parameter
834  *
835  * This function returns the next zone at or below a given zone index that is
836  * within the allowed nodemask using a cursor as the starting point for the
837  * search. The zoneref returned is a cursor that represents the current zone
838  * being examined. It should be advanced by one before calling
839  * next_zones_zonelist again.
840  */
841 struct zoneref *next_zones_zonelist(struct zoneref *z,
842                                         enum zone_type highest_zoneidx,
843                                         nodemask_t *nodes,
844                                         struct zone **zone);
845
846 /**
847  * first_zones_zonelist - Returns the first zone at or below highest_zoneidx within the allowed nodemask in a zonelist
848  * @zonelist - The zonelist to search for a suitable zone
849  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
850  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
851  * @zone - The first suitable zone found is returned via this parameter
852  *
853  * This function returns the first zone at or below a given zone index that is
854  * within the allowed nodemask. The zoneref returned is a cursor that can be
855  * used to iterate the zonelist with next_zones_zonelist by advancing it by
856  * one before calling.
857  */
858 static inline struct zoneref *first_zones_zonelist(struct zonelist *zonelist,
859                                         enum zone_type highest_zoneidx,
860                                         nodemask_t *nodes,
861                                         struct zone **zone)
862 {
863         return next_zones_zonelist(zonelist->_zonerefs, highest_zoneidx, nodes,
864                                                                 zone);
865 }
866
867 /**
868  * for_each_zone_zonelist_nodemask - helper macro to iterate over valid zones in a zonelist at or below a given zone index and within a nodemask
869  * @zone - The current zone in the iterator
870  * @z - The current pointer within zonelist->zones being iterated
871  * @zlist - The zonelist being iterated
872  * @highidx - The zone index of the highest zone to return
873  * @nodemask - Nodemask allowed by the allocator
874  *
875  * This iterator iterates though all zones at or below a given zone index and
876  * within a given nodemask
877  */
878 #define for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, nodemask) \
879         for (z = first_zones_zonelist(zlist, highidx, nodemask, &zone); \
880                 zone;                                                   \
881                 z = next_zones_zonelist(++z, highidx, nodemask, &zone)) \
882
883 /**
884  * for_each_zone_zonelist - helper macro to iterate over valid zones in a zonelist at or below a given zone index
885  * @zone - The current zone in the iterator
886  * @z - The current pointer within zonelist->zones being iterated
887  * @zlist - The zonelist being iterated
888  * @highidx - The zone index of the highest zone to return
889  *
890  * This iterator iterates though all zones at or below a given zone index.
891  */
892 #define for_each_zone_zonelist(zone, z, zlist, highidx) \
893         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, NULL)
894
895 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
896 #include <asm/sparsemem.h>
897 #endif
898
899 #if !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID) && \
900         !defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
901 static inline unsigned long early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
902 {
903         return 0;
904 }
905 #endif
906
907 #ifdef CONFIG_FLATMEM
908 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
909 #endif
910
911 #define pfn_to_section_nr(pfn) ((pfn) >> PFN_SECTION_SHIFT)
912 #define section_nr_to_pfn(sec) ((sec) << PFN_SECTION_SHIFT)
913
914 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
915
916 /*
917  * SECTION_SHIFT                #bits space required to store a section #
918  *
919  * PA_SECTION_SHIFT             physical address to/from section number
920  * PFN_SECTION_SHIFT            pfn to/from section number
921  */
922 #define SECTIONS_SHIFT          (MAX_PHYSMEM_BITS - SECTION_SIZE_BITS)
923
924 #define PA_SECTION_SHIFT        (SECTION_SIZE_BITS)
925 #define PFN_SECTION_SHIFT       (SECTION_SIZE_BITS - PAGE_SHIFT)
926
927 #define NR_MEM_SECTIONS         (1UL << SECTIONS_SHIFT)
928
929 #define PAGES_PER_SECTION       (1UL << PFN_SECTION_SHIFT)
930 #define PAGE_SECTION_MASK       (~(PAGES_PER_SECTION-1))
931
932 #define SECTION_BLOCKFLAGS_BITS \
933         ((1UL << (PFN_SECTION_SHIFT - pageblock_order)) * NR_PAGEBLOCK_BITS)
934
935 #if (MAX_ORDER - 1 + PAGE_SHIFT) > SECTION_SIZE_BITS
936 #error Allocator MAX_ORDER exceeds SECTION_SIZE
937 #endif
938
939 struct page;
940 struct page_cgroup;
941 struct mem_section {
942         /*
943          * This is, logically, a pointer to an array of struct
944          * pages.  However, it is stored with some other magic.
945          * (see sparse.c::sparse_init_one_section())
946          *
947          * Additionally during early boot we encode node id of
948          * the location of the section here to guide allocation.
949          * (see sparse.c::memory_present())
950          *
951          * Making it a UL at least makes someone do a cast
952          * before using it wrong.
953          */
954         unsigned long section_mem_map;
955
956         /* See declaration of similar field in struct zone */
957         unsigned long *pageblock_flags;
958 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR
959         /*
960          * If !SPARSEMEM, pgdat doesn't have page_cgroup pointer. We use
961          * section. (see memcontrol.h/page_cgroup.h about this.)
962          */
963         struct page_cgroup *page_cgroup;
964         unsigned long pad;
965 #endif
966 };
967
968 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
969 #define SECTIONS_PER_ROOT       (PAGE_SIZE / sizeof (struct mem_section))
970 #else
971 #define SECTIONS_PER_ROOT       1
972 #endif
973
974 #define SECTION_NR_TO_ROOT(sec) ((sec) / SECTIONS_PER_ROOT)
975 #define NR_SECTION_ROOTS        (NR_MEM_SECTIONS / SECTIONS_PER_ROOT)
976 #define SECTION_ROOT_MASK       (SECTIONS_PER_ROOT - 1)
977
978 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
979 extern struct mem_section *mem_section[NR_SECTION_ROOTS];
980 #else
981 extern struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT];
982 #endif
983
984 static inline struct mem_section *__nr_to_section(unsigned long nr)
985 {
986         if (!mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)])
987                 return NULL;
988         return &mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)][nr & SECTION_ROOT_MASK];
989 }
990 extern int __section_nr(struct mem_section* ms);
991 extern unsigned long usemap_size(void);
992
993 /*
994  * We use the lower bits of the mem_map pointer to store
995  * a little bit of information.  There should be at least
996  * 3 bits here due to 32-bit alignment.
997  */
998 #define SECTION_MARKED_PRESENT  (1UL<<0)
999 #define SECTION_HAS_MEM_MAP     (1UL<<1)
1000 #define SECTION_MAP_LAST_BIT    (1UL<<2)
1001 #define SECTION_MAP_MASK        (~(SECTION_MAP_LAST_BIT-1))
1002 #define SECTION_NID_SHIFT       2
1003
1004 static inline struct page *__section_mem_map_addr(struct mem_section *section)
1005 {
1006         unsigned long map = section->section_mem_map;
1007         map &= SECTION_MAP_MASK;
1008         return (struct page *)map;
1009 }
1010
1011 static inline int present_section(struct mem_section *section)
1012 {
1013         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_MARKED_PRESENT));
1014 }
1015
1016 static inline int present_section_nr(unsigned long nr)
1017 {
1018         return present_section(__nr_to_section(nr));
1019 }
1020
1021 static inline int valid_section(struct mem_section *section)
1022 {
1023         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_HAS_MEM_MAP));
1024 }
1025
1026 static inline int valid_section_nr(unsigned long nr)
1027 {
1028         return valid_section(__nr_to_section(nr));
1029 }
1030
1031 static inline struct mem_section *__pfn_to_section(unsigned long pfn)
1032 {
1033         return __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
1034 }
1035
1036 static inline int pfn_valid(unsigned long pfn)
1037 {
1038         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1039                 return 0;
1040         return valid_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1041 }
1042
1043 static inline int pfn_present(unsigned long pfn)
1044 {
1045         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1046                 return 0;
1047         return present_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1048 }
1049
1050 /*
1051  * These are _only_ used during initialisation, therefore they
1052  * can use __initdata ...  They could have names to indicate
1053  * this restriction.
1054  */
1055 #ifdef CONFIG_NUMA
1056 #define pfn_to_nid(pfn)                                                 \
1057 ({                                                                      \
1058         unsigned long __pfn_to_nid_pfn = (pfn);                         \
1059         page_to_nid(pfn_to_page(__pfn_to_nid_pfn));                     \
1060 })
1061 #else
1062 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
1063 #endif
1064
1065 #define early_pfn_valid(pfn)    pfn_valid(pfn)
1066 void sparse_init(void);
1067 #else
1068 #define sparse_init()   do {} while (0)
1069 #define sparse_index_init(_sec, _nid)  do {} while (0)
1070 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
1071
1072 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
1073 bool early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int nid);
1074 #else
1075 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (1)
1076 #endif
1077
1078 #ifndef early_pfn_valid
1079 #define early_pfn_valid(pfn)    (1)
1080 #endif
1081
1082 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
1083 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
1084
1085 /*
1086  * If it is possible to have holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES, then we
1087  * need to check pfn validility within that MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1088  * pfn_valid_within() should be used in this case; we optimise this away
1089  * when we have no holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1090  */
1091 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
1092 #define pfn_valid_within(pfn) pfn_valid(pfn)
1093 #else
1094 #define pfn_valid_within(pfn) (1)
1095 #endif
1096
1097 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HOLES_MEMORYMODEL
1098 /*
1099  * pfn_valid() is meant to be able to tell if a given PFN has valid memmap
1100  * associated with it or not. In FLATMEM, it is expected that holes always
1101  * have valid memmap as long as there is valid PFNs either side of the hole.
1102  * In SPARSEMEM, it is assumed that a valid section has a memmap for the
1103  * entire section.
1104  *
1105  * However, an ARM, and maybe other embedded architectures in the future
1106  * free memmap backing holes to save memory on the assumption the memmap is
1107  * never used. The page_zone linkages are then broken even though pfn_valid()
1108  * returns true. A walker of the full memmap must then do this additional
1109  * check to ensure the memmap they are looking at is sane by making sure
1110  * the zone and PFN linkages are still valid. This is expensive, but walkers
1111  * of the full memmap are extremely rare.
1112  */
1113 int memmap_valid_within(unsigned long pfn,
1114                                         struct page *page, struct zone *zone);
1115 #else
1116 static inline int memmap_valid_within(unsigned long pfn,
1117                                         struct page *page, struct zone *zone)
1118 {
1119         return 1;
1120 }
1121 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HOLES_MEMORYMODEL */
1122
1123 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
1124 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1125 #endif /* _LINUX_MMZONE_H */