9c5111f49a32c7c67af347cef5b3b429923433b8
[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         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
54                 return MIGRATE_UNMOVABLE;
55
56         return get_pageblock_flags_group(page, PB_migrate, PB_migrate_end);
57 }
58
59 struct free_area {
60         struct list_head        free_list[MIGRATE_TYPES];
61         unsigned long           nr_free;
62 };
63
64 struct pglist_data;
65
66 /*
67  * zone->lock and zone->lru_lock are two of the hottest locks in the kernel.
68  * So add a wild amount of padding here to ensure that they fall into separate
69  * cachelines.  There are very few zone structures in the machine, so space
70  * consumption is not a concern here.
71  */
72 #if defined(CONFIG_SMP)
73 struct zone_padding {
74         char x[0];
75 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
76 #define ZONE_PADDING(name)      struct zone_padding name;
77 #else
78 #define ZONE_PADDING(name)
79 #endif
80
81 enum zone_stat_item {
82         /* First 128 byte cacheline (assuming 64 bit words) */
83         NR_FREE_PAGES,
84         NR_LRU_BASE,
85         NR_INACTIVE_ANON = NR_LRU_BASE, /* must match order of LRU_[IN]ACTIVE */
86         NR_ACTIVE_ANON,         /*  "     "     "   "       "         */
87         NR_INACTIVE_FILE,       /*  "     "     "   "       "         */
88         NR_ACTIVE_FILE,         /*  "     "     "   "       "         */
89         NR_ANON_PAGES,  /* Mapped anonymous pages */
90         NR_FILE_MAPPED, /* pagecache pages mapped into pagetables.
91                            only modified from process context */
92         NR_FILE_PAGES,
93         NR_FILE_DIRTY,
94         NR_WRITEBACK,
95         NR_SLAB_RECLAIMABLE,
96         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
97         NR_PAGETABLE,           /* used for pagetables */
98         NR_UNSTABLE_NFS,        /* NFS unstable pages */
99         NR_BOUNCE,
100         NR_VMSCAN_WRITE,
101         /* Second 128 byte cacheline */
102         NR_WRITEBACK_TEMP,      /* Writeback using temporary buffers */
103 #ifdef CONFIG_NUMA
104         NUMA_HIT,               /* allocated in intended node */
105         NUMA_MISS,              /* allocated in non intended node */
106         NUMA_FOREIGN,           /* was intended here, hit elsewhere */
107         NUMA_INTERLEAVE_HIT,    /* interleaver preferred this zone */
108         NUMA_LOCAL,             /* allocation from local node */
109         NUMA_OTHER,             /* allocation from other node */
110 #endif
111         NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS };
112
113 /*
114  * We do arithmetic on the LRU lists in various places in the code,
115  * so it is important to keep the active lists LRU_ACTIVE higher in
116  * the array than the corresponding inactive lists, and to keep
117  * the *_FILE lists LRU_FILE higher than the corresponding _ANON lists.
118  *
119  * This has to be kept in sync with the statistics in zone_stat_item
120  * above and the descriptions in vmstat_text in mm/vmstat.c
121  */
122 #define LRU_BASE 0
123 #define LRU_ACTIVE 1
124 #define LRU_FILE 2
125
126 enum lru_list {
127         LRU_INACTIVE_ANON = LRU_BASE,
128         LRU_ACTIVE_ANON = LRU_BASE + LRU_ACTIVE,
129         LRU_INACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE,
130         LRU_ACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE + LRU_ACTIVE,
131         NR_LRU_LISTS };
132
133 #define for_each_lru(l) for (l = 0; l < NR_LRU_LISTS; l++)
134
135 static inline int is_file_lru(enum lru_list l)
136 {
137         return (l == LRU_INACTIVE_FILE || l == LRU_ACTIVE_FILE);
138 }
139
140 static inline int is_active_lru(enum lru_list l)
141 {
142         return (l == LRU_ACTIVE_ANON || l == LRU_ACTIVE_FILE);
143 }
144
145 struct per_cpu_pages {
146         int count;              /* number of pages in the list */
147         int high;               /* high watermark, emptying needed */
148         int batch;              /* chunk size for buddy add/remove */
149         struct list_head list;  /* the list of pages */
150 };
151
152 struct per_cpu_pageset {
153         struct per_cpu_pages pcp;
154 #ifdef CONFIG_NUMA
155         s8 expire;
156 #endif
157 #ifdef CONFIG_SMP
158         s8 stat_threshold;
159         s8 vm_stat_diff[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
160 #endif
161 } ____cacheline_aligned_in_smp;
162
163 #ifdef CONFIG_NUMA
164 #define zone_pcp(__z, __cpu) ((__z)->pageset[(__cpu)])
165 #else
166 #define zone_pcp(__z, __cpu) (&(__z)->pageset[(__cpu)])
167 #endif
168
169 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
170
171 enum zone_type {
172 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
173         /*
174          * ZONE_DMA is used when there are devices that are not able
175          * to do DMA to all of addressable memory (ZONE_NORMAL). Then we
176          * carve out the portion of memory that is needed for these devices.
177          * The range is arch specific.
178          *
179          * Some examples
180          *
181          * Architecture         Limit
182          * ---------------------------
183          * parisc, ia64, sparc  <4G
184          * s390                 <2G
185          * arm                  Various
186          * alpha                Unlimited or 0-16MB.
187          *
188          * i386, x86_64 and multiple other arches
189          *                      <16M.
190          */
191         ZONE_DMA,
192 #endif
193 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
194         /*
195          * x86_64 needs two ZONE_DMAs because it supports devices that are
196          * only able to do DMA to the lower 16M but also 32 bit devices that
197          * can only do DMA areas below 4G.
198          */
199         ZONE_DMA32,
200 #endif
201         /*
202          * Normal addressable memory is in ZONE_NORMAL. DMA operations can be
203          * performed on pages in ZONE_NORMAL if the DMA devices support
204          * transfers to all addressable memory.
205          */
206         ZONE_NORMAL,
207 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
208         /*
209          * A memory area that is only addressable by the kernel through
210          * mapping portions into its own address space. This is for example
211          * used by i386 to allow the kernel to address the memory beyond
212          * 900MB. The kernel will set up special mappings (page
213          * table entries on i386) for each page that the kernel needs to
214          * access.
215          */
216         ZONE_HIGHMEM,
217 #endif
218         ZONE_MOVABLE,
219         __MAX_NR_ZONES
220 };
221
222 #ifndef __GENERATING_BOUNDS_H
223
224 /*
225  * When a memory allocation must conform to specific limitations (such
226  * as being suitable for DMA) the caller will pass in hints to the
227  * allocator in the gfp_mask, in the zone modifier bits.  These bits
228  * are used to select a priority ordered list of memory zones which
229  * match the requested limits. See gfp_zone() in include/linux/gfp.h
230  */
231
232 #if MAX_NR_ZONES < 2
233 #define ZONES_SHIFT 0
234 #elif MAX_NR_ZONES <= 2
235 #define ZONES_SHIFT 1
236 #elif MAX_NR_ZONES <= 4
237 #define ZONES_SHIFT 2
238 #else
239 #error ZONES_SHIFT -- too many zones configured adjust calculation
240 #endif
241
242 struct zone {
243         /* Fields commonly accessed by the page allocator */
244         unsigned long           pages_min, pages_low, pages_high;
245         /*
246          * We don't know if the memory that we're going to allocate will be freeable
247          * or/and it will be released eventually, so to avoid totally wasting several
248          * GB of ram we must reserve some of the lower zone memory (otherwise we risk
249          * to run OOM on the lower zones despite there's tons of freeable ram
250          * on the higher zones). This array is recalculated at runtime if the
251          * sysctl_lowmem_reserve_ratio sysctl changes.
252          */
253         unsigned long           lowmem_reserve[MAX_NR_ZONES];
254
255 #ifdef CONFIG_NUMA
256         int node;
257         /*
258          * zone reclaim becomes active if more unmapped pages exist.
259          */
260         unsigned long           min_unmapped_pages;
261         unsigned long           min_slab_pages;
262         struct per_cpu_pageset  *pageset[NR_CPUS];
263 #else
264         struct per_cpu_pageset  pageset[NR_CPUS];
265 #endif
266         /*
267          * free areas of different sizes
268          */
269         spinlock_t              lock;
270 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
271         /* see spanned/present_pages for more description */
272         seqlock_t               span_seqlock;
273 #endif
274         struct free_area        free_area[MAX_ORDER];
275
276 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
277         /*
278          * Flags for a pageblock_nr_pages block. See pageblock-flags.h.
279          * In SPARSEMEM, this map is stored in struct mem_section
280          */
281         unsigned long           *pageblock_flags;
282 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
283
284
285         ZONE_PADDING(_pad1_)
286
287         /* Fields commonly accessed by the page reclaim scanner */
288         spinlock_t              lru_lock;       
289         struct {
290                 struct list_head list;
291                 unsigned long nr_scan;
292         } lru[NR_LRU_LISTS];
293
294         /*
295          * The pageout code in vmscan.c keeps track of how many of the
296          * mem/swap backed and file backed pages are refeferenced.
297          * The higher the rotated/scanned ratio, the more valuable
298          * that cache is.
299          *
300          * The anon LRU stats live in [0], file LRU stats in [1]
301          */
302         unsigned long           recent_rotated[2];
303         unsigned long           recent_scanned[2];
304
305         unsigned long           pages_scanned;     /* since last reclaim */
306         unsigned long           flags;             /* zone flags, see below */
307
308         /* Zone statistics */
309         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
310
311         /*
312          * prev_priority holds the scanning priority for this zone.  It is
313          * defined as the scanning priority at which we achieved our reclaim
314          * target at the previous try_to_free_pages() or balance_pgdat()
315          * invokation.
316          *
317          * We use prev_priority as a measure of how much stress page reclaim is
318          * under - it drives the swappiness decision: whether to unmap mapped
319          * pages.
320          *
321          * Access to both this field is quite racy even on uniprocessor.  But
322          * it is expected to average out OK.
323          */
324         int prev_priority;
325
326         /*
327          * The target ratio of ACTIVE_ANON to INACTIVE_ANON pages on
328          * this zone's LRU.  Maintained by the pageout code.
329          */
330         unsigned int inactive_ratio;
331
332
333         ZONE_PADDING(_pad2_)
334         /* Rarely used or read-mostly fields */
335
336         /*
337          * wait_table           -- the array holding the hash table
338          * wait_table_hash_nr_entries   -- the size of the hash table array
339          * wait_table_bits      -- wait_table_size == (1 << wait_table_bits)
340          *
341          * The purpose of all these is to keep track of the people
342          * waiting for a page to become available and make them
343          * runnable again when possible. The trouble is that this
344          * consumes a lot of space, especially when so few things
345          * wait on pages at a given time. So instead of using
346          * per-page waitqueues, we use a waitqueue hash table.
347          *
348          * The bucket discipline is to sleep on the same queue when
349          * colliding and wake all in that wait queue when removing.
350          * When something wakes, it must check to be sure its page is
351          * truly available, a la thundering herd. The cost of a
352          * collision is great, but given the expected load of the
353          * table, they should be so rare as to be outweighed by the
354          * benefits from the saved space.
355          *
356          * __wait_on_page_locked() and unlock_page() in mm/filemap.c, are the
357          * primary users of these fields, and in mm/page_alloc.c
358          * free_area_init_core() performs the initialization of them.
359          */
360         wait_queue_head_t       * wait_table;
361         unsigned long           wait_table_hash_nr_entries;
362         unsigned long           wait_table_bits;
363
364         /*
365          * Discontig memory support fields.
366          */
367         struct pglist_data      *zone_pgdat;
368         /* zone_start_pfn == zone_start_paddr >> PAGE_SHIFT */
369         unsigned long           zone_start_pfn;
370
371         /*
372          * zone_start_pfn, spanned_pages and present_pages are all
373          * protected by span_seqlock.  It is a seqlock because it has
374          * to be read outside of zone->lock, and it is done in the main
375          * allocator path.  But, it is written quite infrequently.
376          *
377          * The lock is declared along with zone->lock because it is
378          * frequently read in proximity to zone->lock.  It's good to
379          * give them a chance of being in the same cacheline.
380          */
381         unsigned long           spanned_pages;  /* total size, including holes */
382         unsigned long           present_pages;  /* amount of memory (excluding holes) */
383
384         /*
385          * rarely used fields:
386          */
387         const char              *name;
388 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
389
390 typedef enum {
391         ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE,         /* all pages pinned */
392         ZONE_RECLAIM_LOCKED,            /* prevents concurrent reclaim */
393         ZONE_OOM_LOCKED,                /* zone is in OOM killer zonelist */
394 } zone_flags_t;
395
396 static inline void zone_set_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
397 {
398         set_bit(flag, &zone->flags);
399 }
400
401 static inline int zone_test_and_set_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
402 {
403         return test_and_set_bit(flag, &zone->flags);
404 }
405
406 static inline void zone_clear_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
407 {
408         clear_bit(flag, &zone->flags);
409 }
410
411 static inline int zone_is_all_unreclaimable(const struct zone *zone)
412 {
413         return test_bit(ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE, &zone->flags);
414 }
415
416 static inline int zone_is_reclaim_locked(const struct zone *zone)
417 {
418         return test_bit(ZONE_RECLAIM_LOCKED, &zone->flags);
419 }
420
421 static inline int zone_is_oom_locked(const struct zone *zone)
422 {
423         return test_bit(ZONE_OOM_LOCKED, &zone->flags);
424 }
425
426 /*
427  * The "priority" of VM scanning is how much of the queues we will scan in one
428  * go. A value of 12 for DEF_PRIORITY implies that we will scan 1/4096th of the
429  * queues ("queue_length >> 12") during an aging round.
430  */
431 #define DEF_PRIORITY 12
432
433 /* Maximum number of zones on a zonelist */
434 #define MAX_ZONES_PER_ZONELIST (MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES)
435
436 #ifdef CONFIG_NUMA
437
438 /*
439  * The NUMA zonelists are doubled becausse we need zonelists that restrict the
440  * allocations to a single node for GFP_THISNODE.
441  *
442  * [0]  : Zonelist with fallback
443  * [1]  : No fallback (GFP_THISNODE)
444  */
445 #define MAX_ZONELISTS 2
446
447
448 /*
449  * We cache key information from each zonelist for smaller cache
450  * footprint when scanning for free pages in get_page_from_freelist().
451  *
452  * 1) The BITMAP fullzones tracks which zones in a zonelist have come
453  *    up short of free memory since the last time (last_fullzone_zap)
454  *    we zero'd fullzones.
455  * 2) The array z_to_n[] maps each zone in the zonelist to its node
456  *    id, so that we can efficiently evaluate whether that node is
457  *    set in the current tasks mems_allowed.
458  *
459  * Both fullzones and z_to_n[] are one-to-one with the zonelist,
460  * indexed by a zones offset in the zonelist zones[] array.
461  *
462  * The get_page_from_freelist() routine does two scans.  During the
463  * first scan, we skip zones whose corresponding bit in 'fullzones'
464  * is set or whose corresponding node in current->mems_allowed (which
465  * comes from cpusets) is not set.  During the second scan, we bypass
466  * this zonelist_cache, to ensure we look methodically at each zone.
467  *
468  * Once per second, we zero out (zap) fullzones, forcing us to
469  * reconsider nodes that might have regained more free memory.
470  * The field last_full_zap is the time we last zapped fullzones.
471  *
472  * This mechanism reduces the amount of time we waste repeatedly
473  * reexaming zones for free memory when they just came up low on
474  * memory momentarilly ago.
475  *
476  * The zonelist_cache struct members logically belong in struct
477  * zonelist.  However, the mempolicy zonelists constructed for
478  * MPOL_BIND are intentionally variable length (and usually much
479  * shorter).  A general purpose mechanism for handling structs with
480  * multiple variable length members is more mechanism than we want
481  * here.  We resort to some special case hackery instead.
482  *
483  * The MPOL_BIND zonelists don't need this zonelist_cache (in good
484  * part because they are shorter), so we put the fixed length stuff
485  * at the front of the zonelist struct, ending in a variable length
486  * zones[], as is needed by MPOL_BIND.
487  *
488  * Then we put the optional zonelist cache on the end of the zonelist
489  * struct.  This optional stuff is found by a 'zlcache_ptr' pointer in
490  * the fixed length portion at the front of the struct.  This pointer
491  * both enables us to find the zonelist cache, and in the case of
492  * MPOL_BIND zonelists, (which will just set the zlcache_ptr to NULL)
493  * to know that the zonelist cache is not there.
494  *
495  * The end result is that struct zonelists come in two flavors:
496  *  1) The full, fixed length version, shown below, and
497  *  2) The custom zonelists for MPOL_BIND.
498  * The custom MPOL_BIND zonelists have a NULL zlcache_ptr and no zlcache.
499  *
500  * Even though there may be multiple CPU cores on a node modifying
501  * fullzones or last_full_zap in the same zonelist_cache at the same
502  * time, we don't lock it.  This is just hint data - if it is wrong now
503  * and then, the allocator will still function, perhaps a bit slower.
504  */
505
506
507 struct zonelist_cache {
508         unsigned short z_to_n[MAX_ZONES_PER_ZONELIST];          /* zone->nid */
509         DECLARE_BITMAP(fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);      /* zone full? */
510         unsigned long last_full_zap;            /* when last zap'd (jiffies) */
511 };
512 #else
513 #define MAX_ZONELISTS 1
514 struct zonelist_cache;
515 #endif
516
517 /*
518  * This struct contains information about a zone in a zonelist. It is stored
519  * here to avoid dereferences into large structures and lookups of tables
520  */
521 struct zoneref {
522         struct zone *zone;      /* Pointer to actual zone */
523         int zone_idx;           /* zone_idx(zoneref->zone) */
524 };
525
526 /*
527  * One allocation request operates on a zonelist. A zonelist
528  * is a list of zones, the first one is the 'goal' of the
529  * allocation, the other zones are fallback zones, in decreasing
530  * priority.
531  *
532  * If zlcache_ptr is not NULL, then it is just the address of zlcache,
533  * as explained above.  If zlcache_ptr is NULL, there is no zlcache.
534  * *
535  * To speed the reading of the zonelist, the zonerefs contain the zone index
536  * of the entry being read. Helper functions to access information given
537  * a struct zoneref are
538  *
539  * zonelist_zone()      - Return the struct zone * for an entry in _zonerefs
540  * zonelist_zone_idx()  - Return the index of the zone for an entry
541  * zonelist_node_idx()  - Return the index of the node for an entry
542  */
543 struct zonelist {
544         struct zonelist_cache *zlcache_ptr;                  // NULL or &zlcache
545         struct zoneref _zonerefs[MAX_ZONES_PER_ZONELIST + 1];
546 #ifdef CONFIG_NUMA
547         struct zonelist_cache zlcache;                       // optional ...
548 #endif
549 };
550
551 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
552 struct node_active_region {
553         unsigned long start_pfn;
554         unsigned long end_pfn;
555         int nid;
556 };
557 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
558
559 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
560 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
561 extern struct page *mem_map;
562 #endif
563
564 /*
565  * The pg_data_t structure is used in machines with CONFIG_DISCONTIGMEM
566  * (mostly NUMA machines?) to denote a higher-level memory zone than the
567  * zone denotes.
568  *
569  * On NUMA machines, each NUMA node would have a pg_data_t to describe
570  * it's memory layout.
571  *
572  * Memory statistics and page replacement data structures are maintained on a
573  * per-zone basis.
574  */
575 struct bootmem_data;
576 typedef struct pglist_data {
577         struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
578         struct zonelist node_zonelists[MAX_ZONELISTS];
579         int nr_zones;
580 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
581         struct page *node_mem_map;
582 #endif
583         struct bootmem_data *bdata;
584 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
585         /*
586          * Must be held any time you expect node_start_pfn, node_present_pages
587          * or node_spanned_pages stay constant.  Holding this will also
588          * guarantee that any pfn_valid() stays that way.
589          *
590          * Nests above zone->lock and zone->size_seqlock.
591          */
592         spinlock_t node_size_lock;
593 #endif
594         unsigned long node_start_pfn;
595         unsigned long node_present_pages; /* total number of physical pages */
596         unsigned long node_spanned_pages; /* total size of physical page
597                                              range, including holes */
598         int node_id;
599         wait_queue_head_t kswapd_wait;
600         struct task_struct *kswapd;
601         int kswapd_max_order;
602 } pg_data_t;
603
604 #define node_present_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_present_pages)
605 #define node_spanned_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages)
606 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
607 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    ((pgdat)->node_mem_map + (pagenr))
608 #else
609 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    pfn_to_page((pgdat)->node_start_pfn + (pagenr))
610 #endif
611 #define nid_page_nr(nid, pagenr)        pgdat_page_nr(NODE_DATA(nid),(pagenr))
612
613 #include <linux/memory_hotplug.h>
614
615 void get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
616                         unsigned long *free);
617 void build_all_zonelists(void);
618 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order);
619 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
620                 int classzone_idx, int alloc_flags);
621 enum memmap_context {
622         MEMMAP_EARLY,
623         MEMMAP_HOTPLUG,
624 };
625 extern int init_currently_empty_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
626                                      unsigned long size,
627                                      enum memmap_context context);
628
629 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORY_PRESENT
630 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
631 #else
632 static inline void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end) {}
633 #endif
634
635 #ifdef CONFIG_NEED_NODE_MEMMAP_SIZE
636 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
637 #endif
638
639 /*
640  * zone_idx() returns 0 for the ZONE_DMA zone, 1 for the ZONE_NORMAL zone, etc.
641  */
642 #define zone_idx(zone)          ((zone) - (zone)->zone_pgdat->node_zones)
643
644 static inline int populated_zone(struct zone *zone)
645 {
646         return (!!zone->present_pages);
647 }
648
649 extern int movable_zone;
650
651 static inline int zone_movable_is_highmem(void)
652 {
653 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
654         return movable_zone == ZONE_HIGHMEM;
655 #else
656         return 0;
657 #endif
658 }
659
660 static inline int is_highmem_idx(enum zone_type idx)
661 {
662 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
663         return (idx == ZONE_HIGHMEM ||
664                 (idx == ZONE_MOVABLE && zone_movable_is_highmem()));
665 #else
666         return 0;
667 #endif
668 }
669
670 static inline int is_normal_idx(enum zone_type idx)
671 {
672         return (idx == ZONE_NORMAL);
673 }
674
675 /**
676  * is_highmem - helper function to quickly check if a struct zone is a 
677  *              highmem zone or not.  This is an attempt to keep references
678  *              to ZONE_{DMA/NORMAL/HIGHMEM/etc} in general code to a minimum.
679  * @zone - pointer to struct zone variable
680  */
681 static inline int is_highmem(struct zone *zone)
682 {
683 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
684         int zone_off = (char *)zone - (char *)zone->zone_pgdat->node_zones;
685         return zone_off == ZONE_HIGHMEM * sizeof(*zone) ||
686                (zone_off == ZONE_MOVABLE * sizeof(*zone) &&
687                 zone_movable_is_highmem());
688 #else
689         return 0;
690 #endif
691 }
692
693 static inline int is_normal(struct zone *zone)
694 {
695         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
696 }
697
698 static inline int is_dma32(struct zone *zone)
699 {
700 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
701         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA32;
702 #else
703         return 0;
704 #endif
705 }
706
707 static inline int is_dma(struct zone *zone)
708 {
709 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
710         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA;
711 #else
712         return 0;
713 #endif
714 }
715
716 /* These two functions are used to setup the per zone pages min values */
717 struct ctl_table;
718 struct file;
719 int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *, 
720                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
721 extern int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1];
722 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
723                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
724 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
725                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
726 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
727                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
728 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
729                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
730
731 extern int numa_zonelist_order_handler(struct ctl_table *, int,
732                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
733 extern char numa_zonelist_order[];
734 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16      /* string buffer size */
735
736 #include <linux/topology.h>
737 /* Returns the number of the current Node. */
738 #ifndef numa_node_id
739 #define numa_node_id()          (cpu_to_node(raw_smp_processor_id()))
740 #endif
741
742 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
743
744 extern struct pglist_data contig_page_data;
745 #define NODE_DATA(nid)          (&contig_page_data)
746 #define NODE_MEM_MAP(nid)       mem_map
747
748 #else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
749
750 #include <asm/mmzone.h>
751
752 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
753
754 extern struct pglist_data *first_online_pgdat(void);
755 extern struct pglist_data *next_online_pgdat(struct pglist_data *pgdat);
756 extern struct zone *next_zone(struct zone *zone);
757
758 /**
759  * for_each_online_pgdat - helper macro to iterate over all online nodes
760  * @pgdat - pointer to a pg_data_t variable
761  */
762 #define for_each_online_pgdat(pgdat)                    \
763         for (pgdat = first_online_pgdat();              \
764              pgdat;                                     \
765              pgdat = next_online_pgdat(pgdat))
766 /**
767  * for_each_zone - helper macro to iterate over all memory zones
768  * @zone - pointer to struct zone variable
769  *
770  * The user only needs to declare the zone variable, for_each_zone
771  * fills it in.
772  */
773 #define for_each_zone(zone)                             \
774         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
775              zone;                                      \
776              zone = next_zone(zone))
777
778 static inline struct zone *zonelist_zone(struct zoneref *zoneref)
779 {
780         return zoneref->zone;
781 }
782
783 static inline int zonelist_zone_idx(struct zoneref *zoneref)
784 {
785         return zoneref->zone_idx;
786 }
787
788 static inline int zonelist_node_idx(struct zoneref *zoneref)
789 {
790 #ifdef CONFIG_NUMA
791         /* zone_to_nid not available in this context */
792         return zoneref->zone->node;
793 #else
794         return 0;
795 #endif /* CONFIG_NUMA */
796 }
797
798 /**
799  * 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
800  * @z - The cursor used as a starting point for the search
801  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
802  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
803  * @zone - The first suitable zone found is returned via this parameter
804  *
805  * This function returns the next zone at or below a given zone index that is
806  * within the allowed nodemask using a cursor as the starting point for the
807  * search. The zoneref returned is a cursor that represents the current zone
808  * being examined. It should be advanced by one before calling
809  * next_zones_zonelist again.
810  */
811 struct zoneref *next_zones_zonelist(struct zoneref *z,
812                                         enum zone_type highest_zoneidx,
813                                         nodemask_t *nodes,
814                                         struct zone **zone);
815
816 /**
817  * first_zones_zonelist - Returns the first zone at or below highest_zoneidx within the allowed nodemask in a zonelist
818  * @zonelist - The zonelist to search for a suitable zone
819  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
820  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
821  * @zone - The first suitable zone found is returned via this parameter
822  *
823  * This function returns the first zone at or below a given zone index that is
824  * within the allowed nodemask. The zoneref returned is a cursor that can be
825  * used to iterate the zonelist with next_zones_zonelist by advancing it by
826  * one before calling.
827  */
828 static inline struct zoneref *first_zones_zonelist(struct zonelist *zonelist,
829                                         enum zone_type highest_zoneidx,
830                                         nodemask_t *nodes,
831                                         struct zone **zone)
832 {
833         return next_zones_zonelist(zonelist->_zonerefs, highest_zoneidx, nodes,
834                                                                 zone);
835 }
836
837 /**
838  * 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
839  * @zone - The current zone in the iterator
840  * @z - The current pointer within zonelist->zones being iterated
841  * @zlist - The zonelist being iterated
842  * @highidx - The zone index of the highest zone to return
843  * @nodemask - Nodemask allowed by the allocator
844  *
845  * This iterator iterates though all zones at or below a given zone index and
846  * within a given nodemask
847  */
848 #define for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, nodemask) \
849         for (z = first_zones_zonelist(zlist, highidx, nodemask, &zone); \
850                 zone;                                                   \
851                 z = next_zones_zonelist(++z, highidx, nodemask, &zone)) \
852
853 /**
854  * for_each_zone_zonelist - helper macro to iterate over valid zones in a zonelist at or below a given zone index
855  * @zone - The current zone in the iterator
856  * @z - The current pointer within zonelist->zones being iterated
857  * @zlist - The zonelist being iterated
858  * @highidx - The zone index of the highest zone to return
859  *
860  * This iterator iterates though all zones at or below a given zone index.
861  */
862 #define for_each_zone_zonelist(zone, z, zlist, highidx) \
863         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, NULL)
864
865 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
866 #include <asm/sparsemem.h>
867 #endif
868
869 #if !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID) && \
870         !defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
871 static inline unsigned long early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
872 {
873         return 0;
874 }
875 #endif
876
877 #ifdef CONFIG_FLATMEM
878 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
879 #endif
880
881 #define pfn_to_section_nr(pfn) ((pfn) >> PFN_SECTION_SHIFT)
882 #define section_nr_to_pfn(sec) ((sec) << PFN_SECTION_SHIFT)
883
884 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
885
886 /*
887  * SECTION_SHIFT                #bits space required to store a section #
888  *
889  * PA_SECTION_SHIFT             physical address to/from section number
890  * PFN_SECTION_SHIFT            pfn to/from section number
891  */
892 #define SECTIONS_SHIFT          (MAX_PHYSMEM_BITS - SECTION_SIZE_BITS)
893
894 #define PA_SECTION_SHIFT        (SECTION_SIZE_BITS)
895 #define PFN_SECTION_SHIFT       (SECTION_SIZE_BITS - PAGE_SHIFT)
896
897 #define NR_MEM_SECTIONS         (1UL << SECTIONS_SHIFT)
898
899 #define PAGES_PER_SECTION       (1UL << PFN_SECTION_SHIFT)
900 #define PAGE_SECTION_MASK       (~(PAGES_PER_SECTION-1))
901
902 #define SECTION_BLOCKFLAGS_BITS \
903         ((1UL << (PFN_SECTION_SHIFT - pageblock_order)) * NR_PAGEBLOCK_BITS)
904
905 #if (MAX_ORDER - 1 + PAGE_SHIFT) > SECTION_SIZE_BITS
906 #error Allocator MAX_ORDER exceeds SECTION_SIZE
907 #endif
908
909 struct page;
910 struct mem_section {
911         /*
912          * This is, logically, a pointer to an array of struct
913          * pages.  However, it is stored with some other magic.
914          * (see sparse.c::sparse_init_one_section())
915          *
916          * Additionally during early boot we encode node id of
917          * the location of the section here to guide allocation.
918          * (see sparse.c::memory_present())
919          *
920          * Making it a UL at least makes someone do a cast
921          * before using it wrong.
922          */
923         unsigned long section_mem_map;
924
925         /* See declaration of similar field in struct zone */
926         unsigned long *pageblock_flags;
927 };
928
929 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
930 #define SECTIONS_PER_ROOT       (PAGE_SIZE / sizeof (struct mem_section))
931 #else
932 #define SECTIONS_PER_ROOT       1
933 #endif
934
935 #define SECTION_NR_TO_ROOT(sec) ((sec) / SECTIONS_PER_ROOT)
936 #define NR_SECTION_ROOTS        (NR_MEM_SECTIONS / SECTIONS_PER_ROOT)
937 #define SECTION_ROOT_MASK       (SECTIONS_PER_ROOT - 1)
938
939 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
940 extern struct mem_section *mem_section[NR_SECTION_ROOTS];
941 #else
942 extern struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT];
943 #endif
944
945 static inline struct mem_section *__nr_to_section(unsigned long nr)
946 {
947         if (!mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)])
948                 return NULL;
949         return &mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)][nr & SECTION_ROOT_MASK];
950 }
951 extern int __section_nr(struct mem_section* ms);
952 extern unsigned long usemap_size(void);
953
954 /*
955  * We use the lower bits of the mem_map pointer to store
956  * a little bit of information.  There should be at least
957  * 3 bits here due to 32-bit alignment.
958  */
959 #define SECTION_MARKED_PRESENT  (1UL<<0)
960 #define SECTION_HAS_MEM_MAP     (1UL<<1)
961 #define SECTION_MAP_LAST_BIT    (1UL<<2)
962 #define SECTION_MAP_MASK        (~(SECTION_MAP_LAST_BIT-1))
963 #define SECTION_NID_SHIFT       2
964
965 static inline struct page *__section_mem_map_addr(struct mem_section *section)
966 {
967         unsigned long map = section->section_mem_map;
968         map &= SECTION_MAP_MASK;
969         return (struct page *)map;
970 }
971
972 static inline int present_section(struct mem_section *section)
973 {
974         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_MARKED_PRESENT));
975 }
976
977 static inline int present_section_nr(unsigned long nr)
978 {
979         return present_section(__nr_to_section(nr));
980 }
981
982 static inline int valid_section(struct mem_section *section)
983 {
984         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_HAS_MEM_MAP));
985 }
986
987 static inline int valid_section_nr(unsigned long nr)
988 {
989         return valid_section(__nr_to_section(nr));
990 }
991
992 static inline struct mem_section *__pfn_to_section(unsigned long pfn)
993 {
994         return __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
995 }
996
997 static inline int pfn_valid(unsigned long pfn)
998 {
999         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1000                 return 0;
1001         return valid_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1002 }
1003
1004 static inline int pfn_present(unsigned long pfn)
1005 {
1006         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1007                 return 0;
1008         return present_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1009 }
1010
1011 /*
1012  * These are _only_ used during initialisation, therefore they
1013  * can use __initdata ...  They could have names to indicate
1014  * this restriction.
1015  */
1016 #ifdef CONFIG_NUMA
1017 #define pfn_to_nid(pfn)                                                 \
1018 ({                                                                      \
1019         unsigned long __pfn_to_nid_pfn = (pfn);                         \
1020         page_to_nid(pfn_to_page(__pfn_to_nid_pfn));                     \
1021 })
1022 #else
1023 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
1024 #endif
1025
1026 #define early_pfn_valid(pfn)    pfn_valid(pfn)
1027 void sparse_init(void);
1028 #else
1029 #define sparse_init()   do {} while (0)
1030 #define sparse_index_init(_sec, _nid)  do {} while (0)
1031 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
1032
1033 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
1034 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (early_pfn_to_nid(pfn) == (nid))
1035 #else
1036 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (1)
1037 #endif
1038
1039 #ifndef early_pfn_valid
1040 #define early_pfn_valid(pfn)    (1)
1041 #endif
1042
1043 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
1044 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
1045
1046 /*
1047  * If it is possible to have holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES, then we
1048  * need to check pfn validility within that MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1049  * pfn_valid_within() should be used in this case; we optimise this away
1050  * when we have no holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1051  */
1052 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
1053 #define pfn_valid_within(pfn) pfn_valid(pfn)
1054 #else
1055 #define pfn_valid_within(pfn) (1)
1056 #endif
1057
1058 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
1059 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1060 #endif /* _LINUX_MMZONE_H */