Group short-lived and reclaimable kernel allocations
[linux-2.6.git] / 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 #ifdef CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY
37 #define MIGRATE_UNMOVABLE     0
38 #define MIGRATE_RECLAIMABLE   1
39 #define MIGRATE_MOVABLE       2
40 #define MIGRATE_TYPES         3
41 #else
42 #define MIGRATE_UNMOVABLE     0
43 #define MIGRATE_UNRECLAIMABLE 0
44 #define MIGRATE_MOVABLE       0
45 #define MIGRATE_TYPES         1
46 #endif
47
48 #define for_each_migratetype_order(order, type) \
49         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) \
50                 for (type = 0; type < MIGRATE_TYPES; type++)
51
52 struct free_area {
53         struct list_head        free_list[MIGRATE_TYPES];
54         unsigned long           nr_free;
55 };
56
57 struct pglist_data;
58
59 /*
60  * zone->lock and zone->lru_lock are two of the hottest locks in the kernel.
61  * So add a wild amount of padding here to ensure that they fall into separate
62  * cachelines.  There are very few zone structures in the machine, so space
63  * consumption is not a concern here.
64  */
65 #if defined(CONFIG_SMP)
66 struct zone_padding {
67         char x[0];
68 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
69 #define ZONE_PADDING(name)      struct zone_padding name;
70 #else
71 #define ZONE_PADDING(name)
72 #endif
73
74 enum zone_stat_item {
75         /* First 128 byte cacheline (assuming 64 bit words) */
76         NR_FREE_PAGES,
77         NR_INACTIVE,
78         NR_ACTIVE,
79         NR_ANON_PAGES,  /* Mapped anonymous pages */
80         NR_FILE_MAPPED, /* pagecache pages mapped into pagetables.
81                            only modified from process context */
82         NR_FILE_PAGES,
83         NR_FILE_DIRTY,
84         NR_WRITEBACK,
85         /* Second 128 byte cacheline */
86         NR_SLAB_RECLAIMABLE,
87         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
88         NR_PAGETABLE,           /* used for pagetables */
89         NR_UNSTABLE_NFS,        /* NFS unstable pages */
90         NR_BOUNCE,
91         NR_VMSCAN_WRITE,
92 #ifdef CONFIG_NUMA
93         NUMA_HIT,               /* allocated in intended node */
94         NUMA_MISS,              /* allocated in non intended node */
95         NUMA_FOREIGN,           /* was intended here, hit elsewhere */
96         NUMA_INTERLEAVE_HIT,    /* interleaver preferred this zone */
97         NUMA_LOCAL,             /* allocation from local node */
98         NUMA_OTHER,             /* allocation from other node */
99 #endif
100         NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS };
101
102 struct per_cpu_pages {
103         int count;              /* number of pages in the list */
104         int high;               /* high watermark, emptying needed */
105         int batch;              /* chunk size for buddy add/remove */
106         struct list_head list;  /* the list of pages */
107 };
108
109 struct per_cpu_pageset {
110         struct per_cpu_pages pcp[2];    /* 0: hot.  1: cold */
111 #ifdef CONFIG_NUMA
112         s8 expire;
113 #endif
114 #ifdef CONFIG_SMP
115         s8 stat_threshold;
116         s8 vm_stat_diff[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
117 #endif
118 } ____cacheline_aligned_in_smp;
119
120 #ifdef CONFIG_NUMA
121 #define zone_pcp(__z, __cpu) ((__z)->pageset[(__cpu)])
122 #else
123 #define zone_pcp(__z, __cpu) (&(__z)->pageset[(__cpu)])
124 #endif
125
126 enum zone_type {
127 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
128         /*
129          * ZONE_DMA is used when there are devices that are not able
130          * to do DMA to all of addressable memory (ZONE_NORMAL). Then we
131          * carve out the portion of memory that is needed for these devices.
132          * The range is arch specific.
133          *
134          * Some examples
135          *
136          * Architecture         Limit
137          * ---------------------------
138          * parisc, ia64, sparc  <4G
139          * s390                 <2G
140          * arm                  Various
141          * alpha                Unlimited or 0-16MB.
142          *
143          * i386, x86_64 and multiple other arches
144          *                      <16M.
145          */
146         ZONE_DMA,
147 #endif
148 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
149         /*
150          * x86_64 needs two ZONE_DMAs because it supports devices that are
151          * only able to do DMA to the lower 16M but also 32 bit devices that
152          * can only do DMA areas below 4G.
153          */
154         ZONE_DMA32,
155 #endif
156         /*
157          * Normal addressable memory is in ZONE_NORMAL. DMA operations can be
158          * performed on pages in ZONE_NORMAL if the DMA devices support
159          * transfers to all addressable memory.
160          */
161         ZONE_NORMAL,
162 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
163         /*
164          * A memory area that is only addressable by the kernel through
165          * mapping portions into its own address space. This is for example
166          * used by i386 to allow the kernel to address the memory beyond
167          * 900MB. The kernel will set up special mappings (page
168          * table entries on i386) for each page that the kernel needs to
169          * access.
170          */
171         ZONE_HIGHMEM,
172 #endif
173         ZONE_MOVABLE,
174         MAX_NR_ZONES
175 };
176
177 /*
178  * When a memory allocation must conform to specific limitations (such
179  * as being suitable for DMA) the caller will pass in hints to the
180  * allocator in the gfp_mask, in the zone modifier bits.  These bits
181  * are used to select a priority ordered list of memory zones which
182  * match the requested limits. See gfp_zone() in include/linux/gfp.h
183  */
184
185 /*
186  * Count the active zones.  Note that the use of defined(X) outside
187  * #if and family is not necessarily defined so ensure we cannot use
188  * it later.  Use __ZONE_COUNT to work out how many shift bits we need.
189  */
190 #define __ZONE_COUNT (                  \
191           defined(CONFIG_ZONE_DMA)      \
192         + defined(CONFIG_ZONE_DMA32)    \
193         + 1                             \
194         + defined(CONFIG_HIGHMEM)       \
195         + 1                             \
196 )
197 #if __ZONE_COUNT < 2
198 #define ZONES_SHIFT 0
199 #elif __ZONE_COUNT <= 2
200 #define ZONES_SHIFT 1
201 #elif __ZONE_COUNT <= 4
202 #define ZONES_SHIFT 2
203 #else
204 #error ZONES_SHIFT -- too many zones configured adjust calculation
205 #endif
206 #undef __ZONE_COUNT
207
208 struct zone {
209         /* Fields commonly accessed by the page allocator */
210         unsigned long           pages_min, pages_low, pages_high;
211         /*
212          * We don't know if the memory that we're going to allocate will be freeable
213          * or/and it will be released eventually, so to avoid totally wasting several
214          * GB of ram we must reserve some of the lower zone memory (otherwise we risk
215          * to run OOM on the lower zones despite there's tons of freeable ram
216          * on the higher zones). This array is recalculated at runtime if the
217          * sysctl_lowmem_reserve_ratio sysctl changes.
218          */
219         unsigned long           lowmem_reserve[MAX_NR_ZONES];
220
221 #ifdef CONFIG_NUMA
222         int node;
223         /*
224          * zone reclaim becomes active if more unmapped pages exist.
225          */
226         unsigned long           min_unmapped_pages;
227         unsigned long           min_slab_pages;
228         struct per_cpu_pageset  *pageset[NR_CPUS];
229 #else
230         struct per_cpu_pageset  pageset[NR_CPUS];
231 #endif
232         /*
233          * free areas of different sizes
234          */
235         spinlock_t              lock;
236 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
237         /* see spanned/present_pages for more description */
238         seqlock_t               span_seqlock;
239 #endif
240         struct free_area        free_area[MAX_ORDER];
241
242 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
243         /*
244          * Flags for a MAX_ORDER_NR_PAGES block. See pageblock-flags.h.
245          * In SPARSEMEM, this map is stored in struct mem_section
246          */
247         unsigned long           *pageblock_flags;
248 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
249
250
251         ZONE_PADDING(_pad1_)
252
253         /* Fields commonly accessed by the page reclaim scanner */
254         spinlock_t              lru_lock;       
255         struct list_head        active_list;
256         struct list_head        inactive_list;
257         unsigned long           nr_scan_active;
258         unsigned long           nr_scan_inactive;
259         unsigned long           pages_scanned;     /* since last reclaim */
260         int                     all_unreclaimable; /* All pages pinned */
261
262         /* A count of how many reclaimers are scanning this zone */
263         atomic_t                reclaim_in_progress;
264
265         /* Zone statistics */
266         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
267
268         /*
269          * prev_priority holds the scanning priority for this zone.  It is
270          * defined as the scanning priority at which we achieved our reclaim
271          * target at the previous try_to_free_pages() or balance_pgdat()
272          * invokation.
273          *
274          * We use prev_priority as a measure of how much stress page reclaim is
275          * under - it drives the swappiness decision: whether to unmap mapped
276          * pages.
277          *
278          * Access to both this field is quite racy even on uniprocessor.  But
279          * it is expected to average out OK.
280          */
281         int prev_priority;
282
283
284         ZONE_PADDING(_pad2_)
285         /* Rarely used or read-mostly fields */
286
287         /*
288          * wait_table           -- the array holding the hash table
289          * wait_table_hash_nr_entries   -- the size of the hash table array
290          * wait_table_bits      -- wait_table_size == (1 << wait_table_bits)
291          *
292          * The purpose of all these is to keep track of the people
293          * waiting for a page to become available and make them
294          * runnable again when possible. The trouble is that this
295          * consumes a lot of space, especially when so few things
296          * wait on pages at a given time. So instead of using
297          * per-page waitqueues, we use a waitqueue hash table.
298          *
299          * The bucket discipline is to sleep on the same queue when
300          * colliding and wake all in that wait queue when removing.
301          * When something wakes, it must check to be sure its page is
302          * truly available, a la thundering herd. The cost of a
303          * collision is great, but given the expected load of the
304          * table, they should be so rare as to be outweighed by the
305          * benefits from the saved space.
306          *
307          * __wait_on_page_locked() and unlock_page() in mm/filemap.c, are the
308          * primary users of these fields, and in mm/page_alloc.c
309          * free_area_init_core() performs the initialization of them.
310          */
311         wait_queue_head_t       * wait_table;
312         unsigned long           wait_table_hash_nr_entries;
313         unsigned long           wait_table_bits;
314
315         /*
316          * Discontig memory support fields.
317          */
318         struct pglist_data      *zone_pgdat;
319         /* zone_start_pfn == zone_start_paddr >> PAGE_SHIFT */
320         unsigned long           zone_start_pfn;
321
322         /*
323          * zone_start_pfn, spanned_pages and present_pages are all
324          * protected by span_seqlock.  It is a seqlock because it has
325          * to be read outside of zone->lock, and it is done in the main
326          * allocator path.  But, it is written quite infrequently.
327          *
328          * The lock is declared along with zone->lock because it is
329          * frequently read in proximity to zone->lock.  It's good to
330          * give them a chance of being in the same cacheline.
331          */
332         unsigned long           spanned_pages;  /* total size, including holes */
333         unsigned long           present_pages;  /* amount of memory (excluding holes) */
334
335         /*
336          * rarely used fields:
337          */
338         const char              *name;
339 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
340
341 /*
342  * The "priority" of VM scanning is how much of the queues we will scan in one
343  * go. A value of 12 for DEF_PRIORITY implies that we will scan 1/4096th of the
344  * queues ("queue_length >> 12") during an aging round.
345  */
346 #define DEF_PRIORITY 12
347
348 /* Maximum number of zones on a zonelist */
349 #define MAX_ZONES_PER_ZONELIST (MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES)
350
351 #ifdef CONFIG_NUMA
352
353 /*
354  * The NUMA zonelists are doubled becausse we need zonelists that restrict the
355  * allocations to a single node for GFP_THISNODE.
356  *
357  * [0 .. MAX_NR_ZONES -1]               : Zonelists with fallback
358  * [MAZ_NR_ZONES ... MAZ_ZONELISTS -1]  : No fallback (GFP_THISNODE)
359  */
360 #define MAX_ZONELISTS (2 * MAX_NR_ZONES)
361
362
363 /*
364  * We cache key information from each zonelist for smaller cache
365  * footprint when scanning for free pages in get_page_from_freelist().
366  *
367  * 1) The BITMAP fullzones tracks which zones in a zonelist have come
368  *    up short of free memory since the last time (last_fullzone_zap)
369  *    we zero'd fullzones.
370  * 2) The array z_to_n[] maps each zone in the zonelist to its node
371  *    id, so that we can efficiently evaluate whether that node is
372  *    set in the current tasks mems_allowed.
373  *
374  * Both fullzones and z_to_n[] are one-to-one with the zonelist,
375  * indexed by a zones offset in the zonelist zones[] array.
376  *
377  * The get_page_from_freelist() routine does two scans.  During the
378  * first scan, we skip zones whose corresponding bit in 'fullzones'
379  * is set or whose corresponding node in current->mems_allowed (which
380  * comes from cpusets) is not set.  During the second scan, we bypass
381  * this zonelist_cache, to ensure we look methodically at each zone.
382  *
383  * Once per second, we zero out (zap) fullzones, forcing us to
384  * reconsider nodes that might have regained more free memory.
385  * The field last_full_zap is the time we last zapped fullzones.
386  *
387  * This mechanism reduces the amount of time we waste repeatedly
388  * reexaming zones for free memory when they just came up low on
389  * memory momentarilly ago.
390  *
391  * The zonelist_cache struct members logically belong in struct
392  * zonelist.  However, the mempolicy zonelists constructed for
393  * MPOL_BIND are intentionally variable length (and usually much
394  * shorter).  A general purpose mechanism for handling structs with
395  * multiple variable length members is more mechanism than we want
396  * here.  We resort to some special case hackery instead.
397  *
398  * The MPOL_BIND zonelists don't need this zonelist_cache (in good
399  * part because they are shorter), so we put the fixed length stuff
400  * at the front of the zonelist struct, ending in a variable length
401  * zones[], as is needed by MPOL_BIND.
402  *
403  * Then we put the optional zonelist cache on the end of the zonelist
404  * struct.  This optional stuff is found by a 'zlcache_ptr' pointer in
405  * the fixed length portion at the front of the struct.  This pointer
406  * both enables us to find the zonelist cache, and in the case of
407  * MPOL_BIND zonelists, (which will just set the zlcache_ptr to NULL)
408  * to know that the zonelist cache is not there.
409  *
410  * The end result is that struct zonelists come in two flavors:
411  *  1) The full, fixed length version, shown below, and
412  *  2) The custom zonelists for MPOL_BIND.
413  * The custom MPOL_BIND zonelists have a NULL zlcache_ptr and no zlcache.
414  *
415  * Even though there may be multiple CPU cores on a node modifying
416  * fullzones or last_full_zap in the same zonelist_cache at the same
417  * time, we don't lock it.  This is just hint data - if it is wrong now
418  * and then, the allocator will still function, perhaps a bit slower.
419  */
420
421
422 struct zonelist_cache {
423         unsigned short z_to_n[MAX_ZONES_PER_ZONELIST];          /* zone->nid */
424         DECLARE_BITMAP(fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);      /* zone full? */
425         unsigned long last_full_zap;            /* when last zap'd (jiffies) */
426 };
427 #else
428 #define MAX_ZONELISTS MAX_NR_ZONES
429 struct zonelist_cache;
430 #endif
431
432 /*
433  * One allocation request operates on a zonelist. A zonelist
434  * is a list of zones, the first one is the 'goal' of the
435  * allocation, the other zones are fallback zones, in decreasing
436  * priority.
437  *
438  * If zlcache_ptr is not NULL, then it is just the address of zlcache,
439  * as explained above.  If zlcache_ptr is NULL, there is no zlcache.
440  */
441
442 struct zonelist {
443         struct zonelist_cache *zlcache_ptr;                  // NULL or &zlcache
444         struct zone *zones[MAX_ZONES_PER_ZONELIST + 1];      // NULL delimited
445 #ifdef CONFIG_NUMA
446         struct zonelist_cache zlcache;                       // optional ...
447 #endif
448 };
449
450 #ifdef CONFIG_NUMA
451 /*
452  * Only custom zonelists like MPOL_BIND need to be filtered as part of
453  * policies. As described in the comment for struct zonelist_cache, these
454  * zonelists will not have a zlcache so zlcache_ptr will not be set. Use
455  * that to determine if the zonelists needs to be filtered or not.
456  */
457 static inline int alloc_should_filter_zonelist(struct zonelist *zonelist)
458 {
459         return !zonelist->zlcache_ptr;
460 }
461 #else
462 static inline int alloc_should_filter_zonelist(struct zonelist *zonelist)
463 {
464         return 0;
465 }
466 #endif /* CONFIG_NUMA */
467
468 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
469 struct node_active_region {
470         unsigned long start_pfn;
471         unsigned long end_pfn;
472         int nid;
473 };
474 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
475
476 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
477 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
478 extern struct page *mem_map;
479 #endif
480
481 /*
482  * The pg_data_t structure is used in machines with CONFIG_DISCONTIGMEM
483  * (mostly NUMA machines?) to denote a higher-level memory zone than the
484  * zone denotes.
485  *
486  * On NUMA machines, each NUMA node would have a pg_data_t to describe
487  * it's memory layout.
488  *
489  * Memory statistics and page replacement data structures are maintained on a
490  * per-zone basis.
491  */
492 struct bootmem_data;
493 typedef struct pglist_data {
494         struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
495         struct zonelist node_zonelists[MAX_ZONELISTS];
496         int nr_zones;
497 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
498         struct page *node_mem_map;
499 #endif
500         struct bootmem_data *bdata;
501 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
502         /*
503          * Must be held any time you expect node_start_pfn, node_present_pages
504          * or node_spanned_pages stay constant.  Holding this will also
505          * guarantee that any pfn_valid() stays that way.
506          *
507          * Nests above zone->lock and zone->size_seqlock.
508          */
509         spinlock_t node_size_lock;
510 #endif
511         unsigned long node_start_pfn;
512         unsigned long node_present_pages; /* total number of physical pages */
513         unsigned long node_spanned_pages; /* total size of physical page
514                                              range, including holes */
515         int node_id;
516         wait_queue_head_t kswapd_wait;
517         struct task_struct *kswapd;
518         int kswapd_max_order;
519 } pg_data_t;
520
521 #define node_present_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_present_pages)
522 #define node_spanned_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages)
523 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
524 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    ((pgdat)->node_mem_map + (pagenr))
525 #else
526 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    pfn_to_page((pgdat)->node_start_pfn + (pagenr))
527 #endif
528 #define nid_page_nr(nid, pagenr)        pgdat_page_nr(NODE_DATA(nid),(pagenr))
529
530 #include <linux/memory_hotplug.h>
531
532 void get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
533                         unsigned long *free);
534 void build_all_zonelists(void);
535 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order);
536 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
537                 int classzone_idx, int alloc_flags);
538 enum memmap_context {
539         MEMMAP_EARLY,
540         MEMMAP_HOTPLUG,
541 };
542 extern int init_currently_empty_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
543                                      unsigned long size,
544                                      enum memmap_context context);
545
546 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORY_PRESENT
547 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
548 #else
549 static inline void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end) {}
550 #endif
551
552 #ifdef CONFIG_NEED_NODE_MEMMAP_SIZE
553 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
554 #endif
555
556 /*
557  * zone_idx() returns 0 for the ZONE_DMA zone, 1 for the ZONE_NORMAL zone, etc.
558  */
559 #define zone_idx(zone)          ((zone) - (zone)->zone_pgdat->node_zones)
560
561 static inline int populated_zone(struct zone *zone)
562 {
563         return (!!zone->present_pages);
564 }
565
566 extern int movable_zone;
567
568 static inline int zone_movable_is_highmem(void)
569 {
570 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
571         return movable_zone == ZONE_HIGHMEM;
572 #else
573         return 0;
574 #endif
575 }
576
577 static inline int is_highmem_idx(enum zone_type idx)
578 {
579 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
580         return (idx == ZONE_HIGHMEM ||
581                 (idx == ZONE_MOVABLE && zone_movable_is_highmem()));
582 #else
583         return 0;
584 #endif
585 }
586
587 static inline int is_normal_idx(enum zone_type idx)
588 {
589         return (idx == ZONE_NORMAL);
590 }
591
592 /**
593  * is_highmem - helper function to quickly check if a struct zone is a 
594  *              highmem zone or not.  This is an attempt to keep references
595  *              to ZONE_{DMA/NORMAL/HIGHMEM/etc} in general code to a minimum.
596  * @zone - pointer to struct zone variable
597  */
598 static inline int is_highmem(struct zone *zone)
599 {
600 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
601         int zone_idx = zone - zone->zone_pgdat->node_zones;
602         return zone_idx == ZONE_HIGHMEM ||
603                 (zone_idx == ZONE_MOVABLE && zone_movable_is_highmem());
604 #else
605         return 0;
606 #endif
607 }
608
609 static inline int is_normal(struct zone *zone)
610 {
611         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
612 }
613
614 static inline int is_dma32(struct zone *zone)
615 {
616 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
617         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA32;
618 #else
619         return 0;
620 #endif
621 }
622
623 static inline int is_dma(struct zone *zone)
624 {
625 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
626         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA;
627 #else
628         return 0;
629 #endif
630 }
631
632 /* These two functions are used to setup the per zone pages min values */
633 struct ctl_table;
634 struct file;
635 int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *, 
636                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
637 extern int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1];
638 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
639                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
640 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
641                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
642 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
643                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
644 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
645                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
646
647 extern int numa_zonelist_order_handler(struct ctl_table *, int,
648                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
649 extern char numa_zonelist_order[];
650 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16      /* string buffer size */
651
652 #include <linux/topology.h>
653 /* Returns the number of the current Node. */
654 #ifndef numa_node_id
655 #define numa_node_id()          (cpu_to_node(raw_smp_processor_id()))
656 #endif
657
658 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
659
660 extern struct pglist_data contig_page_data;
661 #define NODE_DATA(nid)          (&contig_page_data)
662 #define NODE_MEM_MAP(nid)       mem_map
663 #define MAX_NODES_SHIFT         1
664
665 #else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
666
667 #include <asm/mmzone.h>
668
669 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
670
671 extern struct pglist_data *first_online_pgdat(void);
672 extern struct pglist_data *next_online_pgdat(struct pglist_data *pgdat);
673 extern struct zone *next_zone(struct zone *zone);
674
675 /**
676  * for_each_pgdat - helper macro to iterate over all nodes
677  * @pgdat - pointer to a pg_data_t variable
678  */
679 #define for_each_online_pgdat(pgdat)                    \
680         for (pgdat = first_online_pgdat();              \
681              pgdat;                                     \
682              pgdat = next_online_pgdat(pgdat))
683 /**
684  * for_each_zone - helper macro to iterate over all memory zones
685  * @zone - pointer to struct zone variable
686  *
687  * The user only needs to declare the zone variable, for_each_zone
688  * fills it in.
689  */
690 #define for_each_zone(zone)                             \
691         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
692              zone;                                      \
693              zone = next_zone(zone))
694
695 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
696 #include <asm/sparsemem.h>
697 #endif
698
699 #if BITS_PER_LONG == 32
700 /*
701  * with 32 bit page->flags field, we reserve 9 bits for node/zone info.
702  * there are 4 zones (3 bits) and this leaves 9-3=6 bits for nodes.
703  */
704 #define FLAGS_RESERVED          9
705
706 #elif BITS_PER_LONG == 64
707 /*
708  * with 64 bit flags field, there's plenty of room.
709  */
710 #define FLAGS_RESERVED          32
711
712 #else
713
714 #error BITS_PER_LONG not defined
715
716 #endif
717
718 #if !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID) && \
719         !defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
720 #define early_pfn_to_nid(nid)  (0UL)
721 #endif
722
723 #ifdef CONFIG_FLATMEM
724 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
725 #endif
726
727 #define pfn_to_section_nr(pfn) ((pfn) >> PFN_SECTION_SHIFT)
728 #define section_nr_to_pfn(sec) ((sec) << PFN_SECTION_SHIFT)
729
730 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
731
732 /*
733  * SECTION_SHIFT                #bits space required to store a section #
734  *
735  * PA_SECTION_SHIFT             physical address to/from section number
736  * PFN_SECTION_SHIFT            pfn to/from section number
737  */
738 #define SECTIONS_SHIFT          (MAX_PHYSMEM_BITS - SECTION_SIZE_BITS)
739
740 #define PA_SECTION_SHIFT        (SECTION_SIZE_BITS)
741 #define PFN_SECTION_SHIFT       (SECTION_SIZE_BITS - PAGE_SHIFT)
742
743 #define NR_MEM_SECTIONS         (1UL << SECTIONS_SHIFT)
744
745 #define PAGES_PER_SECTION       (1UL << PFN_SECTION_SHIFT)
746 #define PAGE_SECTION_MASK       (~(PAGES_PER_SECTION-1))
747
748 #define SECTION_BLOCKFLAGS_BITS \
749                 ((SECTION_SIZE_BITS - (MAX_ORDER-1)) * NR_PAGEBLOCK_BITS)
750
751 #if (MAX_ORDER - 1 + PAGE_SHIFT) > SECTION_SIZE_BITS
752 #error Allocator MAX_ORDER exceeds SECTION_SIZE
753 #endif
754
755 struct page;
756 struct mem_section {
757         /*
758          * This is, logically, a pointer to an array of struct
759          * pages.  However, it is stored with some other magic.
760          * (see sparse.c::sparse_init_one_section())
761          *
762          * Additionally during early boot we encode node id of
763          * the location of the section here to guide allocation.
764          * (see sparse.c::memory_present())
765          *
766          * Making it a UL at least makes someone do a cast
767          * before using it wrong.
768          */
769         unsigned long section_mem_map;
770         DECLARE_BITMAP(pageblock_flags, SECTION_BLOCKFLAGS_BITS);
771 };
772
773 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
774 #define SECTIONS_PER_ROOT       (PAGE_SIZE / sizeof (struct mem_section))
775 #else
776 #define SECTIONS_PER_ROOT       1
777 #endif
778
779 #define SECTION_NR_TO_ROOT(sec) ((sec) / SECTIONS_PER_ROOT)
780 #define NR_SECTION_ROOTS        (NR_MEM_SECTIONS / SECTIONS_PER_ROOT)
781 #define SECTION_ROOT_MASK       (SECTIONS_PER_ROOT - 1)
782
783 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
784 extern struct mem_section *mem_section[NR_SECTION_ROOTS];
785 #else
786 extern struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT];
787 #endif
788
789 static inline struct mem_section *__nr_to_section(unsigned long nr)
790 {
791         if (!mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)])
792                 return NULL;
793         return &mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)][nr & SECTION_ROOT_MASK];
794 }
795 extern int __section_nr(struct mem_section* ms);
796
797 /*
798  * We use the lower bits of the mem_map pointer to store
799  * a little bit of information.  There should be at least
800  * 3 bits here due to 32-bit alignment.
801  */
802 #define SECTION_MARKED_PRESENT  (1UL<<0)
803 #define SECTION_HAS_MEM_MAP     (1UL<<1)
804 #define SECTION_MAP_LAST_BIT    (1UL<<2)
805 #define SECTION_MAP_MASK        (~(SECTION_MAP_LAST_BIT-1))
806 #define SECTION_NID_SHIFT       2
807
808 static inline struct page *__section_mem_map_addr(struct mem_section *section)
809 {
810         unsigned long map = section->section_mem_map;
811         map &= SECTION_MAP_MASK;
812         return (struct page *)map;
813 }
814
815 static inline int present_section(struct mem_section *section)
816 {
817         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_MARKED_PRESENT));
818 }
819
820 static inline int present_section_nr(unsigned long nr)
821 {
822         return present_section(__nr_to_section(nr));
823 }
824
825 static inline int valid_section(struct mem_section *section)
826 {
827         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_HAS_MEM_MAP));
828 }
829
830 static inline int valid_section_nr(unsigned long nr)
831 {
832         return valid_section(__nr_to_section(nr));
833 }
834
835 static inline struct mem_section *__pfn_to_section(unsigned long pfn)
836 {
837         return __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
838 }
839
840 static inline int pfn_valid(unsigned long pfn)
841 {
842         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
843                 return 0;
844         return valid_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
845 }
846
847 static inline int pfn_present(unsigned long pfn)
848 {
849         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
850                 return 0;
851         return present_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
852 }
853
854 /*
855  * These are _only_ used during initialisation, therefore they
856  * can use __initdata ...  They could have names to indicate
857  * this restriction.
858  */
859 #ifdef CONFIG_NUMA
860 #define pfn_to_nid(pfn)                                                 \
861 ({                                                                      \
862         unsigned long __pfn_to_nid_pfn = (pfn);                         \
863         page_to_nid(pfn_to_page(__pfn_to_nid_pfn));                     \
864 })
865 #else
866 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
867 #endif
868
869 #define early_pfn_valid(pfn)    pfn_valid(pfn)
870 void sparse_init(void);
871 #else
872 #define sparse_init()   do {} while (0)
873 #define sparse_index_init(_sec, _nid)  do {} while (0)
874 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
875
876 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
877 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (early_pfn_to_nid(pfn) == (nid))
878 #else
879 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (1)
880 #endif
881
882 #ifndef early_pfn_valid
883 #define early_pfn_valid(pfn)    (1)
884 #endif
885
886 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
887 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
888
889 /*
890  * If it is possible to have holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES, then we
891  * need to check pfn validility within that MAX_ORDER_NR_PAGES block.
892  * pfn_valid_within() should be used in this case; we optimise this away
893  * when we have no holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES block.
894  */
895 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
896 #define pfn_valid_within(pfn) pfn_valid(pfn)
897 #else
898 #define pfn_valid_within(pfn) (1)
899 #endif
900
901 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
902 #endif /* __KERNEL__ */
903 #endif /* _LINUX_MMZONE_H */