x86: Make 64 bit use early_res instead of bootmem before slab
[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 <generated/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_PCPTYPES      3 /* the number of types on the pcp lists */
42 #define MIGRATE_RESERVE       3
43 #define MIGRATE_ISOLATE       4 /* can't allocate from here */
44 #define MIGRATE_TYPES         5
45
46 #define for_each_migratetype_order(order, type) \
47         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) \
48                 for (type = 0; type < MIGRATE_TYPES; type++)
49
50 extern int page_group_by_mobility_disabled;
51
52 static inline int get_pageblock_migratetype(struct page *page)
53 {
54         return get_pageblock_flags_group(page, PB_migrate, PB_migrate_end);
55 }
56
57 struct free_area {
58         struct list_head        free_list[MIGRATE_TYPES];
59         unsigned long           nr_free;
60 };
61
62 struct pglist_data;
63
64 /*
65  * zone->lock and zone->lru_lock are two of the hottest locks in the kernel.
66  * So add a wild amount of padding here to ensure that they fall into separate
67  * cachelines.  There are very few zone structures in the machine, so space
68  * consumption is not a concern here.
69  */
70 #if defined(CONFIG_SMP)
71 struct zone_padding {
72         char x[0];
73 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
74 #define ZONE_PADDING(name)      struct zone_padding name;
75 #else
76 #define ZONE_PADDING(name)
77 #endif
78
79 enum zone_stat_item {
80         /* First 128 byte cacheline (assuming 64 bit words) */
81         NR_FREE_PAGES,
82         NR_LRU_BASE,
83         NR_INACTIVE_ANON = NR_LRU_BASE, /* must match order of LRU_[IN]ACTIVE */
84         NR_ACTIVE_ANON,         /*  "     "     "   "       "         */
85         NR_INACTIVE_FILE,       /*  "     "     "   "       "         */
86         NR_ACTIVE_FILE,         /*  "     "     "   "       "         */
87         NR_UNEVICTABLE,         /*  "     "     "   "       "         */
88         NR_MLOCK,               /* mlock()ed pages found and moved off LRU */
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_KERNEL_STACK,
99         /* Second 128 byte cacheline */
100         NR_UNSTABLE_NFS,        /* NFS unstable pages */
101         NR_BOUNCE,
102         NR_VMSCAN_WRITE,
103         NR_WRITEBACK_TEMP,      /* Writeback using temporary buffers */
104         NR_ISOLATED_ANON,       /* Temporary isolated pages from anon lru */
105         NR_ISOLATED_FILE,       /* Temporary isolated pages from file lru */
106         NR_SHMEM,               /* shmem pages (included tmpfs/GEM pages) */
107 #ifdef CONFIG_NUMA
108         NUMA_HIT,               /* allocated in intended node */
109         NUMA_MISS,              /* allocated in non intended node */
110         NUMA_FOREIGN,           /* was intended here, hit elsewhere */
111         NUMA_INTERLEAVE_HIT,    /* interleaver preferred this zone */
112         NUMA_LOCAL,             /* allocation from local node */
113         NUMA_OTHER,             /* allocation from other node */
114 #endif
115         NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS };
116
117 /*
118  * We do arithmetic on the LRU lists in various places in the code,
119  * so it is important to keep the active lists LRU_ACTIVE higher in
120  * the array than the corresponding inactive lists, and to keep
121  * the *_FILE lists LRU_FILE higher than the corresponding _ANON lists.
122  *
123  * This has to be kept in sync with the statistics in zone_stat_item
124  * above and the descriptions in vmstat_text in mm/vmstat.c
125  */
126 #define LRU_BASE 0
127 #define LRU_ACTIVE 1
128 #define LRU_FILE 2
129
130 enum lru_list {
131         LRU_INACTIVE_ANON = LRU_BASE,
132         LRU_ACTIVE_ANON = LRU_BASE + LRU_ACTIVE,
133         LRU_INACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE,
134         LRU_ACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE + LRU_ACTIVE,
135         LRU_UNEVICTABLE,
136         NR_LRU_LISTS
137 };
138
139 #define for_each_lru(l) for (l = 0; l < NR_LRU_LISTS; l++)
140
141 #define for_each_evictable_lru(l) for (l = 0; l <= LRU_ACTIVE_FILE; l++)
142
143 static inline int is_file_lru(enum lru_list l)
144 {
145         return (l == LRU_INACTIVE_FILE || l == LRU_ACTIVE_FILE);
146 }
147
148 static inline int is_active_lru(enum lru_list l)
149 {
150         return (l == LRU_ACTIVE_ANON || l == LRU_ACTIVE_FILE);
151 }
152
153 static inline int is_unevictable_lru(enum lru_list l)
154 {
155         return (l == LRU_UNEVICTABLE);
156 }
157
158 enum zone_watermarks {
159         WMARK_MIN,
160         WMARK_LOW,
161         WMARK_HIGH,
162         NR_WMARK
163 };
164
165 #define min_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_MIN])
166 #define low_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_LOW])
167 #define high_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_HIGH])
168
169 struct per_cpu_pages {
170         int count;              /* number of pages in the list */
171         int high;               /* high watermark, emptying needed */
172         int batch;              /* chunk size for buddy add/remove */
173
174         /* Lists of pages, one per migrate type stored on the pcp-lists */
175         struct list_head lists[MIGRATE_PCPTYPES];
176 };
177
178 struct per_cpu_pageset {
179         struct per_cpu_pages pcp;
180 #ifdef CONFIG_NUMA
181         s8 expire;
182 #endif
183 #ifdef CONFIG_SMP
184         s8 stat_threshold;
185         s8 vm_stat_diff[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
186 #endif
187 } ____cacheline_aligned_in_smp;
188
189 #ifdef CONFIG_NUMA
190 #define zone_pcp(__z, __cpu) ((__z)->pageset[(__cpu)])
191 #else
192 #define zone_pcp(__z, __cpu) (&(__z)->pageset[(__cpu)])
193 #endif
194
195 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
196
197 enum zone_type {
198 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
199         /*
200          * ZONE_DMA is used when there are devices that are not able
201          * to do DMA to all of addressable memory (ZONE_NORMAL). Then we
202          * carve out the portion of memory that is needed for these devices.
203          * The range is arch specific.
204          *
205          * Some examples
206          *
207          * Architecture         Limit
208          * ---------------------------
209          * parisc, ia64, sparc  <4G
210          * s390                 <2G
211          * arm                  Various
212          * alpha                Unlimited or 0-16MB.
213          *
214          * i386, x86_64 and multiple other arches
215          *                      <16M.
216          */
217         ZONE_DMA,
218 #endif
219 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
220         /*
221          * x86_64 needs two ZONE_DMAs because it supports devices that are
222          * only able to do DMA to the lower 16M but also 32 bit devices that
223          * can only do DMA areas below 4G.
224          */
225         ZONE_DMA32,
226 #endif
227         /*
228          * Normal addressable memory is in ZONE_NORMAL. DMA operations can be
229          * performed on pages in ZONE_NORMAL if the DMA devices support
230          * transfers to all addressable memory.
231          */
232         ZONE_NORMAL,
233 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
234         /*
235          * A memory area that is only addressable by the kernel through
236          * mapping portions into its own address space. This is for example
237          * used by i386 to allow the kernel to address the memory beyond
238          * 900MB. The kernel will set up special mappings (page
239          * table entries on i386) for each page that the kernel needs to
240          * access.
241          */
242         ZONE_HIGHMEM,
243 #endif
244         ZONE_MOVABLE,
245         __MAX_NR_ZONES
246 };
247
248 #ifndef __GENERATING_BOUNDS_H
249
250 /*
251  * When a memory allocation must conform to specific limitations (such
252  * as being suitable for DMA) the caller will pass in hints to the
253  * allocator in the gfp_mask, in the zone modifier bits.  These bits
254  * are used to select a priority ordered list of memory zones which
255  * match the requested limits. See gfp_zone() in include/linux/gfp.h
256  */
257
258 #if MAX_NR_ZONES < 2
259 #define ZONES_SHIFT 0
260 #elif MAX_NR_ZONES <= 2
261 #define ZONES_SHIFT 1
262 #elif MAX_NR_ZONES <= 4
263 #define ZONES_SHIFT 2
264 #else
265 #error ZONES_SHIFT -- too many zones configured adjust calculation
266 #endif
267
268 struct zone_reclaim_stat {
269         /*
270          * The pageout code in vmscan.c keeps track of how many of the
271          * mem/swap backed and file backed pages are refeferenced.
272          * The higher the rotated/scanned ratio, the more valuable
273          * that cache is.
274          *
275          * The anon LRU stats live in [0], file LRU stats in [1]
276          */
277         unsigned long           recent_rotated[2];
278         unsigned long           recent_scanned[2];
279
280         /*
281          * accumulated for batching
282          */
283         unsigned long           nr_saved_scan[NR_LRU_LISTS];
284 };
285
286 struct zone {
287         /* Fields commonly accessed by the page allocator */
288
289         /* zone watermarks, access with *_wmark_pages(zone) macros */
290         unsigned long watermark[NR_WMARK];
291
292         /*
293          * We don't know if the memory that we're going to allocate will be freeable
294          * or/and it will be released eventually, so to avoid totally wasting several
295          * GB of ram we must reserve some of the lower zone memory (otherwise we risk
296          * to run OOM on the lower zones despite there's tons of freeable ram
297          * on the higher zones). This array is recalculated at runtime if the
298          * sysctl_lowmem_reserve_ratio sysctl changes.
299          */
300         unsigned long           lowmem_reserve[MAX_NR_ZONES];
301
302 #ifdef CONFIG_NUMA
303         int node;
304         /*
305          * zone reclaim becomes active if more unmapped pages exist.
306          */
307         unsigned long           min_unmapped_pages;
308         unsigned long           min_slab_pages;
309         struct per_cpu_pageset  *pageset[NR_CPUS];
310 #else
311         struct per_cpu_pageset  pageset[NR_CPUS];
312 #endif
313         /*
314          * free areas of different sizes
315          */
316         spinlock_t              lock;
317 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
318         /* see spanned/present_pages for more description */
319         seqlock_t               span_seqlock;
320 #endif
321         struct free_area        free_area[MAX_ORDER];
322
323 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
324         /*
325          * Flags for a pageblock_nr_pages block. See pageblock-flags.h.
326          * In SPARSEMEM, this map is stored in struct mem_section
327          */
328         unsigned long           *pageblock_flags;
329 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
330
331
332         ZONE_PADDING(_pad1_)
333
334         /* Fields commonly accessed by the page reclaim scanner */
335         spinlock_t              lru_lock;       
336         struct zone_lru {
337                 struct list_head list;
338         } lru[NR_LRU_LISTS];
339
340         struct zone_reclaim_stat reclaim_stat;
341
342         unsigned long           pages_scanned;     /* since last reclaim */
343         unsigned long           flags;             /* zone flags, see below */
344
345         /* Zone statistics */
346         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
347
348         /*
349          * prev_priority holds the scanning priority for this zone.  It is
350          * defined as the scanning priority at which we achieved our reclaim
351          * target at the previous try_to_free_pages() or balance_pgdat()
352          * invokation.
353          *
354          * We use prev_priority as a measure of how much stress page reclaim is
355          * under - it drives the swappiness decision: whether to unmap mapped
356          * pages.
357          *
358          * Access to both this field is quite racy even on uniprocessor.  But
359          * it is expected to average out OK.
360          */
361         int prev_priority;
362
363         /*
364          * The target ratio of ACTIVE_ANON to INACTIVE_ANON pages on
365          * this zone's LRU.  Maintained by the pageout code.
366          */
367         unsigned int inactive_ratio;
368
369
370         ZONE_PADDING(_pad2_)
371         /* Rarely used or read-mostly fields */
372
373         /*
374          * wait_table           -- the array holding the hash table
375          * wait_table_hash_nr_entries   -- the size of the hash table array
376          * wait_table_bits      -- wait_table_size == (1 << wait_table_bits)
377          *
378          * The purpose of all these is to keep track of the people
379          * waiting for a page to become available and make them
380          * runnable again when possible. The trouble is that this
381          * consumes a lot of space, especially when so few things
382          * wait on pages at a given time. So instead of using
383          * per-page waitqueues, we use a waitqueue hash table.
384          *
385          * The bucket discipline is to sleep on the same queue when
386          * colliding and wake all in that wait queue when removing.
387          * When something wakes, it must check to be sure its page is
388          * truly available, a la thundering herd. The cost of a
389          * collision is great, but given the expected load of the
390          * table, they should be so rare as to be outweighed by the
391          * benefits from the saved space.
392          *
393          * __wait_on_page_locked() and unlock_page() in mm/filemap.c, are the
394          * primary users of these fields, and in mm/page_alloc.c
395          * free_area_init_core() performs the initialization of them.
396          */
397         wait_queue_head_t       * wait_table;
398         unsigned long           wait_table_hash_nr_entries;
399         unsigned long           wait_table_bits;
400
401         /*
402          * Discontig memory support fields.
403          */
404         struct pglist_data      *zone_pgdat;
405         /* zone_start_pfn == zone_start_paddr >> PAGE_SHIFT */
406         unsigned long           zone_start_pfn;
407
408         /*
409          * zone_start_pfn, spanned_pages and present_pages are all
410          * protected by span_seqlock.  It is a seqlock because it has
411          * to be read outside of zone->lock, and it is done in the main
412          * allocator path.  But, it is written quite infrequently.
413          *
414          * The lock is declared along with zone->lock because it is
415          * frequently read in proximity to zone->lock.  It's good to
416          * give them a chance of being in the same cacheline.
417          */
418         unsigned long           spanned_pages;  /* total size, including holes */
419         unsigned long           present_pages;  /* amount of memory (excluding holes) */
420
421         /*
422          * rarely used fields:
423          */
424         const char              *name;
425 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
426
427 typedef enum {
428         ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE,         /* all pages pinned */
429         ZONE_RECLAIM_LOCKED,            /* prevents concurrent reclaim */
430         ZONE_OOM_LOCKED,                /* zone is in OOM killer zonelist */
431 } zone_flags_t;
432
433 static inline void zone_set_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
434 {
435         set_bit(flag, &zone->flags);
436 }
437
438 static inline int zone_test_and_set_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
439 {
440         return test_and_set_bit(flag, &zone->flags);
441 }
442
443 static inline void zone_clear_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
444 {
445         clear_bit(flag, &zone->flags);
446 }
447
448 static inline int zone_is_all_unreclaimable(const struct zone *zone)
449 {
450         return test_bit(ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE, &zone->flags);
451 }
452
453 static inline int zone_is_reclaim_locked(const struct zone *zone)
454 {
455         return test_bit(ZONE_RECLAIM_LOCKED, &zone->flags);
456 }
457
458 static inline int zone_is_oom_locked(const struct zone *zone)
459 {
460         return test_bit(ZONE_OOM_LOCKED, &zone->flags);
461 }
462
463 /*
464  * The "priority" of VM scanning is how much of the queues we will scan in one
465  * go. A value of 12 for DEF_PRIORITY implies that we will scan 1/4096th of the
466  * queues ("queue_length >> 12") during an aging round.
467  */
468 #define DEF_PRIORITY 12
469
470 /* Maximum number of zones on a zonelist */
471 #define MAX_ZONES_PER_ZONELIST (MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES)
472
473 #ifdef CONFIG_NUMA
474
475 /*
476  * The NUMA zonelists are doubled becausse we need zonelists that restrict the
477  * allocations to a single node for GFP_THISNODE.
478  *
479  * [0]  : Zonelist with fallback
480  * [1]  : No fallback (GFP_THISNODE)
481  */
482 #define MAX_ZONELISTS 2
483
484
485 /*
486  * We cache key information from each zonelist for smaller cache
487  * footprint when scanning for free pages in get_page_from_freelist().
488  *
489  * 1) The BITMAP fullzones tracks which zones in a zonelist have come
490  *    up short of free memory since the last time (last_fullzone_zap)
491  *    we zero'd fullzones.
492  * 2) The array z_to_n[] maps each zone in the zonelist to its node
493  *    id, so that we can efficiently evaluate whether that node is
494  *    set in the current tasks mems_allowed.
495  *
496  * Both fullzones and z_to_n[] are one-to-one with the zonelist,
497  * indexed by a zones offset in the zonelist zones[] array.
498  *
499  * The get_page_from_freelist() routine does two scans.  During the
500  * first scan, we skip zones whose corresponding bit in 'fullzones'
501  * is set or whose corresponding node in current->mems_allowed (which
502  * comes from cpusets) is not set.  During the second scan, we bypass
503  * this zonelist_cache, to ensure we look methodically at each zone.
504  *
505  * Once per second, we zero out (zap) fullzones, forcing us to
506  * reconsider nodes that might have regained more free memory.
507  * The field last_full_zap is the time we last zapped fullzones.
508  *
509  * This mechanism reduces the amount of time we waste repeatedly
510  * reexaming zones for free memory when they just came up low on
511  * memory momentarilly ago.
512  *
513  * The zonelist_cache struct members logically belong in struct
514  * zonelist.  However, the mempolicy zonelists constructed for
515  * MPOL_BIND are intentionally variable length (and usually much
516  * shorter).  A general purpose mechanism for handling structs with
517  * multiple variable length members is more mechanism than we want
518  * here.  We resort to some special case hackery instead.
519  *
520  * The MPOL_BIND zonelists don't need this zonelist_cache (in good
521  * part because they are shorter), so we put the fixed length stuff
522  * at the front of the zonelist struct, ending in a variable length
523  * zones[], as is needed by MPOL_BIND.
524  *
525  * Then we put the optional zonelist cache on the end of the zonelist
526  * struct.  This optional stuff is found by a 'zlcache_ptr' pointer in
527  * the fixed length portion at the front of the struct.  This pointer
528  * both enables us to find the zonelist cache, and in the case of
529  * MPOL_BIND zonelists, (which will just set the zlcache_ptr to NULL)
530  * to know that the zonelist cache is not there.
531  *
532  * The end result is that struct zonelists come in two flavors:
533  *  1) The full, fixed length version, shown below, and
534  *  2) The custom zonelists for MPOL_BIND.
535  * The custom MPOL_BIND zonelists have a NULL zlcache_ptr and no zlcache.
536  *
537  * Even though there may be multiple CPU cores on a node modifying
538  * fullzones or last_full_zap in the same zonelist_cache at the same
539  * time, we don't lock it.  This is just hint data - if it is wrong now
540  * and then, the allocator will still function, perhaps a bit slower.
541  */
542
543
544 struct zonelist_cache {
545         unsigned short z_to_n[MAX_ZONES_PER_ZONELIST];          /* zone->nid */
546         DECLARE_BITMAP(fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);      /* zone full? */
547         unsigned long last_full_zap;            /* when last zap'd (jiffies) */
548 };
549 #else
550 #define MAX_ZONELISTS 1
551 struct zonelist_cache;
552 #endif
553
554 /*
555  * This struct contains information about a zone in a zonelist. It is stored
556  * here to avoid dereferences into large structures and lookups of tables
557  */
558 struct zoneref {
559         struct zone *zone;      /* Pointer to actual zone */
560         int zone_idx;           /* zone_idx(zoneref->zone) */
561 };
562
563 /*
564  * One allocation request operates on a zonelist. A zonelist
565  * is a list of zones, the first one is the 'goal' of the
566  * allocation, the other zones are fallback zones, in decreasing
567  * priority.
568  *
569  * If zlcache_ptr is not NULL, then it is just the address of zlcache,
570  * as explained above.  If zlcache_ptr is NULL, there is no zlcache.
571  * *
572  * To speed the reading of the zonelist, the zonerefs contain the zone index
573  * of the entry being read. Helper functions to access information given
574  * a struct zoneref are
575  *
576  * zonelist_zone()      - Return the struct zone * for an entry in _zonerefs
577  * zonelist_zone_idx()  - Return the index of the zone for an entry
578  * zonelist_node_idx()  - Return the index of the node for an entry
579  */
580 struct zonelist {
581         struct zonelist_cache *zlcache_ptr;                  // NULL or &zlcache
582         struct zoneref _zonerefs[MAX_ZONES_PER_ZONELIST + 1];
583 #ifdef CONFIG_NUMA
584         struct zonelist_cache zlcache;                       // optional ...
585 #endif
586 };
587
588 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
589 struct node_active_region {
590         unsigned long start_pfn;
591         unsigned long end_pfn;
592         int nid;
593 };
594 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
595
596 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
597 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
598 extern struct page *mem_map;
599 #endif
600
601 /*
602  * The pg_data_t structure is used in machines with CONFIG_DISCONTIGMEM
603  * (mostly NUMA machines?) to denote a higher-level memory zone than the
604  * zone denotes.
605  *
606  * On NUMA machines, each NUMA node would have a pg_data_t to describe
607  * it's memory layout.
608  *
609  * Memory statistics and page replacement data structures are maintained on a
610  * per-zone basis.
611  */
612 struct bootmem_data;
613 typedef struct pglist_data {
614         struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
615         struct zonelist node_zonelists[MAX_ZONELISTS];
616         int nr_zones;
617 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP /* means !SPARSEMEM */
618         struct page *node_mem_map;
619 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR
620         struct page_cgroup *node_page_cgroup;
621 #endif
622 #endif
623 #ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM
624         struct bootmem_data *bdata;
625 #endif
626 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
627         /*
628          * Must be held any time you expect node_start_pfn, node_present_pages
629          * or node_spanned_pages stay constant.  Holding this will also
630          * guarantee that any pfn_valid() stays that way.
631          *
632          * Nests above zone->lock and zone->size_seqlock.
633          */
634         spinlock_t node_size_lock;
635 #endif
636         unsigned long node_start_pfn;
637         unsigned long node_present_pages; /* total number of physical pages */
638         unsigned long node_spanned_pages; /* total size of physical page
639                                              range, including holes */
640         int node_id;
641         wait_queue_head_t kswapd_wait;
642         struct task_struct *kswapd;
643         int kswapd_max_order;
644 } pg_data_t;
645
646 #define node_present_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_present_pages)
647 #define node_spanned_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages)
648 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
649 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    ((pgdat)->node_mem_map + (pagenr))
650 #else
651 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    pfn_to_page((pgdat)->node_start_pfn + (pagenr))
652 #endif
653 #define nid_page_nr(nid, pagenr)        pgdat_page_nr(NODE_DATA(nid),(pagenr))
654
655 #include <linux/memory_hotplug.h>
656
657 void get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
658                         unsigned long *free);
659 void build_all_zonelists(void);
660 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order);
661 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
662                 int classzone_idx, int alloc_flags);
663 enum memmap_context {
664         MEMMAP_EARLY,
665         MEMMAP_HOTPLUG,
666 };
667 extern int init_currently_empty_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
668                                      unsigned long size,
669                                      enum memmap_context context);
670
671 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORY_PRESENT
672 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
673 #else
674 static inline void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end) {}
675 #endif
676
677 #ifdef CONFIG_NEED_NODE_MEMMAP_SIZE
678 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
679 #endif
680
681 /*
682  * zone_idx() returns 0 for the ZONE_DMA zone, 1 for the ZONE_NORMAL zone, etc.
683  */
684 #define zone_idx(zone)          ((zone) - (zone)->zone_pgdat->node_zones)
685
686 static inline int populated_zone(struct zone *zone)
687 {
688         return (!!zone->present_pages);
689 }
690
691 extern int movable_zone;
692
693 static inline int zone_movable_is_highmem(void)
694 {
695 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
696         return movable_zone == ZONE_HIGHMEM;
697 #else
698         return 0;
699 #endif
700 }
701
702 static inline int is_highmem_idx(enum zone_type idx)
703 {
704 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
705         return (idx == ZONE_HIGHMEM ||
706                 (idx == ZONE_MOVABLE && zone_movable_is_highmem()));
707 #else
708         return 0;
709 #endif
710 }
711
712 static inline int is_normal_idx(enum zone_type idx)
713 {
714         return (idx == ZONE_NORMAL);
715 }
716
717 /**
718  * is_highmem - helper function to quickly check if a struct zone is a 
719  *              highmem zone or not.  This is an attempt to keep references
720  *              to ZONE_{DMA/NORMAL/HIGHMEM/etc} in general code to a minimum.
721  * @zone - pointer to struct zone variable
722  */
723 static inline int is_highmem(struct zone *zone)
724 {
725 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
726         int zone_off = (char *)zone - (char *)zone->zone_pgdat->node_zones;
727         return zone_off == ZONE_HIGHMEM * sizeof(*zone) ||
728                (zone_off == ZONE_MOVABLE * sizeof(*zone) &&
729                 zone_movable_is_highmem());
730 #else
731         return 0;
732 #endif
733 }
734
735 static inline int is_normal(struct zone *zone)
736 {
737         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
738 }
739
740 static inline int is_dma32(struct zone *zone)
741 {
742 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
743         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA32;
744 #else
745         return 0;
746 #endif
747 }
748
749 static inline int is_dma(struct zone *zone)
750 {
751 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
752         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA;
753 #else
754         return 0;
755 #endif
756 }
757
758 /* These two functions are used to setup the per zone pages min values */
759 struct ctl_table;
760 int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
761                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
762 extern int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1];
763 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
764                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
765 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
766                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
767 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
768                         void __user *, size_t *, loff_t *);
769 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
770                         void __user *, size_t *, loff_t *);
771
772 extern int numa_zonelist_order_handler(struct ctl_table *, int,
773                         void __user *, size_t *, loff_t *);
774 extern char numa_zonelist_order[];
775 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16      /* string buffer size */
776
777 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
778
779 extern struct pglist_data contig_page_data;
780 #define NODE_DATA(nid)          (&contig_page_data)
781 #define NODE_MEM_MAP(nid)       mem_map
782
783 #else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
784
785 #include <asm/mmzone.h>
786
787 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
788
789 extern struct pglist_data *first_online_pgdat(void);
790 extern struct pglist_data *next_online_pgdat(struct pglist_data *pgdat);
791 extern struct zone *next_zone(struct zone *zone);
792
793 /**
794  * for_each_online_pgdat - helper macro to iterate over all online nodes
795  * @pgdat - pointer to a pg_data_t variable
796  */
797 #define for_each_online_pgdat(pgdat)                    \
798         for (pgdat = first_online_pgdat();              \
799              pgdat;                                     \
800              pgdat = next_online_pgdat(pgdat))
801 /**
802  * for_each_zone - helper macro to iterate over all memory zones
803  * @zone - pointer to struct zone variable
804  *
805  * The user only needs to declare the zone variable, for_each_zone
806  * fills it in.
807  */
808 #define for_each_zone(zone)                             \
809         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
810              zone;                                      \
811              zone = next_zone(zone))
812
813 #define for_each_populated_zone(zone)                   \
814         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
815              zone;                                      \
816              zone = next_zone(zone))                    \
817                 if (!populated_zone(zone))              \
818                         ; /* do nothing */              \
819                 else
820
821 static inline struct zone *zonelist_zone(struct zoneref *zoneref)
822 {
823         return zoneref->zone;
824 }
825
826 static inline int zonelist_zone_idx(struct zoneref *zoneref)
827 {
828         return zoneref->zone_idx;
829 }
830
831 static inline int zonelist_node_idx(struct zoneref *zoneref)
832 {
833 #ifdef CONFIG_NUMA
834         /* zone_to_nid not available in this context */
835         return zoneref->zone->node;
836 #else
837         return 0;
838 #endif /* CONFIG_NUMA */
839 }
840
841 /**
842  * 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
843  * @z - The cursor used as a starting point for the search
844  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
845  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
846  * @zone - The first suitable zone found is returned via this parameter
847  *
848  * This function returns the next zone at or below a given zone index that is
849  * within the allowed nodemask using a cursor as the starting point for the
850  * search. The zoneref returned is a cursor that represents the current zone
851  * being examined. It should be advanced by one before calling
852  * next_zones_zonelist again.
853  */
854 struct zoneref *next_zones_zonelist(struct zoneref *z,
855                                         enum zone_type highest_zoneidx,
856                                         nodemask_t *nodes,
857                                         struct zone **zone);
858
859 /**
860  * first_zones_zonelist - Returns the first zone at or below highest_zoneidx within the allowed nodemask in a zonelist
861  * @zonelist - The zonelist to search for a suitable zone
862  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
863  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
864  * @zone - The first suitable zone found is returned via this parameter
865  *
866  * This function returns the first zone at or below a given zone index that is
867  * within the allowed nodemask. The zoneref returned is a cursor that can be
868  * used to iterate the zonelist with next_zones_zonelist by advancing it by
869  * one before calling.
870  */
871 static inline struct zoneref *first_zones_zonelist(struct zonelist *zonelist,
872                                         enum zone_type highest_zoneidx,
873                                         nodemask_t *nodes,
874                                         struct zone **zone)
875 {
876         return next_zones_zonelist(zonelist->_zonerefs, highest_zoneidx, nodes,
877                                                                 zone);
878 }
879
880 /**
881  * 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
882  * @zone - The current zone in the iterator
883  * @z - The current pointer within zonelist->zones being iterated
884  * @zlist - The zonelist being iterated
885  * @highidx - The zone index of the highest zone to return
886  * @nodemask - Nodemask allowed by the allocator
887  *
888  * This iterator iterates though all zones at or below a given zone index and
889  * within a given nodemask
890  */
891 #define for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, nodemask) \
892         for (z = first_zones_zonelist(zlist, highidx, nodemask, &zone); \
893                 zone;                                                   \
894                 z = next_zones_zonelist(++z, highidx, nodemask, &zone)) \
895
896 /**
897  * for_each_zone_zonelist - helper macro to iterate over valid zones in a zonelist at or below a given zone index
898  * @zone - The current zone in the iterator
899  * @z - The current pointer within zonelist->zones being iterated
900  * @zlist - The zonelist being iterated
901  * @highidx - The zone index of the highest zone to return
902  *
903  * This iterator iterates though all zones at or below a given zone index.
904  */
905 #define for_each_zone_zonelist(zone, z, zlist, highidx) \
906         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, NULL)
907
908 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
909 #include <asm/sparsemem.h>
910 #endif
911
912 #if !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID) && \
913         !defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
914 static inline unsigned long early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
915 {
916         return 0;
917 }
918 #endif
919
920 #ifdef CONFIG_FLATMEM
921 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
922 #endif
923
924 #define pfn_to_section_nr(pfn) ((pfn) >> PFN_SECTION_SHIFT)
925 #define section_nr_to_pfn(sec) ((sec) << PFN_SECTION_SHIFT)
926
927 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
928
929 /*
930  * SECTION_SHIFT                #bits space required to store a section #
931  *
932  * PA_SECTION_SHIFT             physical address to/from section number
933  * PFN_SECTION_SHIFT            pfn to/from section number
934  */
935 #define SECTIONS_SHIFT          (MAX_PHYSMEM_BITS - SECTION_SIZE_BITS)
936
937 #define PA_SECTION_SHIFT        (SECTION_SIZE_BITS)
938 #define PFN_SECTION_SHIFT       (SECTION_SIZE_BITS - PAGE_SHIFT)
939
940 #define NR_MEM_SECTIONS         (1UL << SECTIONS_SHIFT)
941
942 #define PAGES_PER_SECTION       (1UL << PFN_SECTION_SHIFT)
943 #define PAGE_SECTION_MASK       (~(PAGES_PER_SECTION-1))
944
945 #define SECTION_BLOCKFLAGS_BITS \
946         ((1UL << (PFN_SECTION_SHIFT - pageblock_order)) * NR_PAGEBLOCK_BITS)
947
948 #if (MAX_ORDER - 1 + PAGE_SHIFT) > SECTION_SIZE_BITS
949 #error Allocator MAX_ORDER exceeds SECTION_SIZE
950 #endif
951
952 struct page;
953 struct page_cgroup;
954 struct mem_section {
955         /*
956          * This is, logically, a pointer to an array of struct
957          * pages.  However, it is stored with some other magic.
958          * (see sparse.c::sparse_init_one_section())
959          *
960          * Additionally during early boot we encode node id of
961          * the location of the section here to guide allocation.
962          * (see sparse.c::memory_present())
963          *
964          * Making it a UL at least makes someone do a cast
965          * before using it wrong.
966          */
967         unsigned long section_mem_map;
968
969         /* See declaration of similar field in struct zone */
970         unsigned long *pageblock_flags;
971 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR
972         /*
973          * If !SPARSEMEM, pgdat doesn't have page_cgroup pointer. We use
974          * section. (see memcontrol.h/page_cgroup.h about this.)
975          */
976         struct page_cgroup *page_cgroup;
977         unsigned long pad;
978 #endif
979 };
980
981 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
982 #define SECTIONS_PER_ROOT       (PAGE_SIZE / sizeof (struct mem_section))
983 #else
984 #define SECTIONS_PER_ROOT       1
985 #endif
986
987 #define SECTION_NR_TO_ROOT(sec) ((sec) / SECTIONS_PER_ROOT)
988 #define NR_SECTION_ROOTS        (NR_MEM_SECTIONS / SECTIONS_PER_ROOT)
989 #define SECTION_ROOT_MASK       (SECTIONS_PER_ROOT - 1)
990
991 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
992 extern struct mem_section *mem_section[NR_SECTION_ROOTS];
993 #else
994 extern struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT];
995 #endif
996
997 static inline struct mem_section *__nr_to_section(unsigned long nr)
998 {
999         if (!mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)])
1000                 return NULL;
1001         return &mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)][nr & SECTION_ROOT_MASK];
1002 }
1003 extern int __section_nr(struct mem_section* ms);
1004 extern unsigned long usemap_size(void);
1005
1006 /*
1007  * We use the lower bits of the mem_map pointer to store
1008  * a little bit of information.  There should be at least
1009  * 3 bits here due to 32-bit alignment.
1010  */
1011 #define SECTION_MARKED_PRESENT  (1UL<<0)
1012 #define SECTION_HAS_MEM_MAP     (1UL<<1)
1013 #define SECTION_MAP_LAST_BIT    (1UL<<2)
1014 #define SECTION_MAP_MASK        (~(SECTION_MAP_LAST_BIT-1))
1015 #define SECTION_NID_SHIFT       2
1016
1017 static inline struct page *__section_mem_map_addr(struct mem_section *section)
1018 {
1019         unsigned long map = section->section_mem_map;
1020         map &= SECTION_MAP_MASK;
1021         return (struct page *)map;
1022 }
1023
1024 static inline int present_section(struct mem_section *section)
1025 {
1026         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_MARKED_PRESENT));
1027 }
1028
1029 static inline int present_section_nr(unsigned long nr)
1030 {
1031         return present_section(__nr_to_section(nr));
1032 }
1033
1034 static inline int valid_section(struct mem_section *section)
1035 {
1036         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_HAS_MEM_MAP));
1037 }
1038
1039 static inline int valid_section_nr(unsigned long nr)
1040 {
1041         return valid_section(__nr_to_section(nr));
1042 }
1043
1044 static inline struct mem_section *__pfn_to_section(unsigned long pfn)
1045 {
1046         return __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
1047 }
1048
1049 static inline int pfn_valid(unsigned long pfn)
1050 {
1051         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1052                 return 0;
1053         return valid_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1054 }
1055
1056 static inline int pfn_present(unsigned long pfn)
1057 {
1058         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1059                 return 0;
1060         return present_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1061 }
1062
1063 /*
1064  * These are _only_ used during initialisation, therefore they
1065  * can use __initdata ...  They could have names to indicate
1066  * this restriction.
1067  */
1068 #ifdef CONFIG_NUMA
1069 #define pfn_to_nid(pfn)                                                 \
1070 ({                                                                      \
1071         unsigned long __pfn_to_nid_pfn = (pfn);                         \
1072         page_to_nid(pfn_to_page(__pfn_to_nid_pfn));                     \
1073 })
1074 #else
1075 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
1076 #endif
1077
1078 #define early_pfn_valid(pfn)    pfn_valid(pfn)
1079 void sparse_init(void);
1080 #else
1081 #define sparse_init()   do {} while (0)
1082 #define sparse_index_init(_sec, _nid)  do {} while (0)
1083 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
1084
1085 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
1086 bool early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int nid);
1087 #else
1088 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (1)
1089 #endif
1090
1091 #ifndef early_pfn_valid
1092 #define early_pfn_valid(pfn)    (1)
1093 #endif
1094
1095 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
1096 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
1097
1098 /*
1099  * If it is possible to have holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES, then we
1100  * need to check pfn validility within that MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1101  * pfn_valid_within() should be used in this case; we optimise this away
1102  * when we have no holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1103  */
1104 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
1105 #define pfn_valid_within(pfn) pfn_valid(pfn)
1106 #else
1107 #define pfn_valid_within(pfn) (1)
1108 #endif
1109
1110 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HOLES_MEMORYMODEL
1111 /*
1112  * pfn_valid() is meant to be able to tell if a given PFN has valid memmap
1113  * associated with it or not. In FLATMEM, it is expected that holes always
1114  * have valid memmap as long as there is valid PFNs either side of the hole.
1115  * In SPARSEMEM, it is assumed that a valid section has a memmap for the
1116  * entire section.
1117  *
1118  * However, an ARM, and maybe other embedded architectures in the future
1119  * free memmap backing holes to save memory on the assumption the memmap is
1120  * never used. The page_zone linkages are then broken even though pfn_valid()
1121  * returns true. A walker of the full memmap must then do this additional
1122  * check to ensure the memmap they are looking at is sane by making sure
1123  * the zone and PFN linkages are still valid. This is expensive, but walkers
1124  * of the full memmap are extremely rare.
1125  */
1126 int memmap_valid_within(unsigned long pfn,
1127                                         struct page *page, struct zone *zone);
1128 #else
1129 static inline int memmap_valid_within(unsigned long pfn,
1130                                         struct page *page, struct zone *zone)
1131 {
1132         return 1;
1133 }
1134 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HOLES_MEMORYMODEL */
1135
1136 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
1137 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1138 #endif /* _LINUX_MMZONE_H */