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