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