mm: change alloc_pages_vma to pass down the policy node for local policy
[linux-2.6.git] / include / linux / gfp.h
index 063799e..37b8af5 100644 (file)
@@ -4,22 +4,52 @@
 #include <linux/mmzone.h>
 #include <linux/stddef.h>
 #include <linux/linkage.h>
+#include <linux/topology.h>
+#include <linux/mmdebug.h>
 
 struct vm_area_struct;
 
+/* Plain integer GFP bitmasks. Do not use this directly. */
+#define ___GFP_DMA             0x01u
+#define ___GFP_HIGHMEM         0x02u
+#define ___GFP_DMA32           0x04u
+#define ___GFP_MOVABLE         0x08u
+#define ___GFP_WAIT            0x10u
+#define ___GFP_HIGH            0x20u
+#define ___GFP_IO              0x40u
+#define ___GFP_FS              0x80u
+#define ___GFP_COLD            0x100u
+#define ___GFP_NOWARN          0x200u
+#define ___GFP_REPEAT          0x400u
+#define ___GFP_NOFAIL          0x800u
+#define ___GFP_NORETRY         0x1000u
+#define ___GFP_COMP            0x4000u
+#define ___GFP_ZERO            0x8000u
+#define ___GFP_NOMEMALLOC      0x10000u
+#define ___GFP_HARDWALL                0x20000u
+#define ___GFP_THISNODE                0x40000u
+#define ___GFP_RECLAIMABLE     0x80000u
+#ifdef CONFIG_KMEMCHECK
+#define ___GFP_NOTRACK         0x200000u
+#else
+#define ___GFP_NOTRACK         0
+#endif
+#define ___GFP_NO_KSWAPD       0x400000u
+
 /*
  * GFP bitmasks..
  *
  * Zone modifiers (see linux/mmzone.h - low three bits)
  *
  * Do not put any conditional on these. If necessary modify the definitions
- * without the underscores and use the consistently. The definitions here may
+ * without the underscores and use them consistently. The definitions here may
  * be used in bit comparisons.
  */
-#define __GFP_DMA      ((__force gfp_t)0x01u)
-#define __GFP_HIGHMEM  ((__force gfp_t)0x02u)
-#define __GFP_DMA32    ((__force gfp_t)0x04u)
-
+#define __GFP_DMA      ((__force gfp_t)___GFP_DMA)
+#define __GFP_HIGHMEM  ((__force gfp_t)___GFP_HIGHMEM)
+#define __GFP_DMA32    ((__force gfp_t)___GFP_DMA32)
+#define __GFP_MOVABLE  ((__force gfp_t)___GFP_MOVABLE)  /* Page is movable */
+#define GFP_ZONEMASK   (__GFP_DMA|__GFP_HIGHMEM|__GFP_DMA32|__GFP_MOVABLE)
 /*
  * Action modifiers - doesn't change the zoning
  *
@@ -27,34 +57,41 @@ struct vm_area_struct;
  * _might_ fail.  This depends upon the particular VM implementation.
  *
  * __GFP_NOFAIL: The VM implementation _must_ retry infinitely: the caller
- * cannot handle allocation failures.
+ * cannot handle allocation failures.  This modifier is deprecated and no new
+ * users should be added.
  *
  * __GFP_NORETRY: The VM implementation must not retry indefinitely.
+ *
+ * __GFP_MOVABLE: Flag that this page will be movable by the page migration
+ * mechanism or reclaimed
  */
-#define __GFP_WAIT     ((__force gfp_t)0x10u)  /* Can wait and reschedule? */
-#define __GFP_HIGH     ((__force gfp_t)0x20u)  /* Should access emergency pools? */
-#define __GFP_IO       ((__force gfp_t)0x40u)  /* Can start physical IO? */
-#define __GFP_FS       ((__force gfp_t)0x80u)  /* Can call down to low-level FS? */
-#define __GFP_COLD     ((__force gfp_t)0x100u) /* Cache-cold page required */
-#define __GFP_NOWARN   ((__force gfp_t)0x200u) /* Suppress page allocation failure warning */
-#define __GFP_REPEAT   ((__force gfp_t)0x400u) /* Retry the allocation.  Might fail */
-#define __GFP_NOFAIL   ((__force gfp_t)0x800u) /* Retry for ever.  Cannot fail */
-#define __GFP_NORETRY  ((__force gfp_t)0x1000u)/* Do not retry.  Might fail */
-#define __GFP_NO_GROW  ((__force gfp_t)0x2000u)/* Slab internal usage */
-#define __GFP_COMP     ((__force gfp_t)0x4000u)/* Add compound page metadata */
-#define __GFP_ZERO     ((__force gfp_t)0x8000u)/* Return zeroed page on success */
-#define __GFP_NOMEMALLOC ((__force gfp_t)0x10000u) /* Don't use emergency reserves */
-#define __GFP_HARDWALL   ((__force gfp_t)0x20000u) /* Enforce hardwall cpuset memory allocs */
-#define __GFP_THISNODE ((__force gfp_t)0x40000u)/* No fallback, no policies */
-
-#define __GFP_BITS_SHIFT 20    /* Room for 20 __GFP_FOO bits */
-#define __GFP_BITS_MASK ((__force gfp_t)((1 << __GFP_BITS_SHIFT) - 1))
+#define __GFP_WAIT     ((__force gfp_t)___GFP_WAIT)    /* Can wait and reschedule? */
+#define __GFP_HIGH     ((__force gfp_t)___GFP_HIGH)    /* Should access emergency pools? */
+#define __GFP_IO       ((__force gfp_t)___GFP_IO)      /* Can start physical IO? */
+#define __GFP_FS       ((__force gfp_t)___GFP_FS)      /* Can call down to low-level FS? */
+#define __GFP_COLD     ((__force gfp_t)___GFP_COLD)    /* Cache-cold page required */
+#define __GFP_NOWARN   ((__force gfp_t)___GFP_NOWARN)  /* Suppress page allocation failure warning */
+#define __GFP_REPEAT   ((__force gfp_t)___GFP_REPEAT)  /* See above */
+#define __GFP_NOFAIL   ((__force gfp_t)___GFP_NOFAIL)  /* See above */
+#define __GFP_NORETRY  ((__force gfp_t)___GFP_NORETRY) /* See above */
+#define __GFP_COMP     ((__force gfp_t)___GFP_COMP)    /* Add compound page metadata */
+#define __GFP_ZERO     ((__force gfp_t)___GFP_ZERO)    /* Return zeroed page on success */
+#define __GFP_NOMEMALLOC ((__force gfp_t)___GFP_NOMEMALLOC) /* Don't use emergency reserves */
+#define __GFP_HARDWALL   ((__force gfp_t)___GFP_HARDWALL) /* Enforce hardwall cpuset memory allocs */
+#define __GFP_THISNODE ((__force gfp_t)___GFP_THISNODE)/* No fallback, no policies */
+#define __GFP_RECLAIMABLE ((__force gfp_t)___GFP_RECLAIMABLE) /* Page is reclaimable */
+#define __GFP_NOTRACK  ((__force gfp_t)___GFP_NOTRACK)  /* Don't track with kmemcheck */
+
+#define __GFP_NO_KSWAPD        ((__force gfp_t)___GFP_NO_KSWAPD)
+
+/*
+ * This may seem redundant, but it's a way of annotating false positives vs.
+ * allocations that simply cannot be supported (e.g. page tables).
+ */
+#define __GFP_NOTRACK_FALSE_POSITIVE (__GFP_NOTRACK)
 
-/* if you forget to add the bitmask here kernel will crash, period */
-#define GFP_LEVEL_MASK (__GFP_WAIT|__GFP_HIGH|__GFP_IO|__GFP_FS| \
-                       __GFP_COLD|__GFP_NOWARN|__GFP_REPEAT| \
-                       __GFP_NOFAIL|__GFP_NORETRY|__GFP_NO_GROW|__GFP_COMP| \
-                       __GFP_NOMEMALLOC|__GFP_HARDWALL|__GFP_THISNODE)
+#define __GFP_BITS_SHIFT 23    /* Room for 23 __GFP_FOO bits */
+#define __GFP_BITS_MASK ((__force gfp_t)((1 << __GFP_BITS_SHIFT) - 1))
 
 /* This equals 0, but use constants in case they ever change */
 #define GFP_NOWAIT     (GFP_ATOMIC & ~__GFP_HIGH)
@@ -63,9 +100,18 @@ struct vm_area_struct;
 #define GFP_NOIO       (__GFP_WAIT)
 #define GFP_NOFS       (__GFP_WAIT | __GFP_IO)
 #define GFP_KERNEL     (__GFP_WAIT | __GFP_IO | __GFP_FS)
+#define GFP_TEMPORARY  (__GFP_WAIT | __GFP_IO | __GFP_FS | \
+                        __GFP_RECLAIMABLE)
 #define GFP_USER       (__GFP_WAIT | __GFP_IO | __GFP_FS | __GFP_HARDWALL)
 #define GFP_HIGHUSER   (__GFP_WAIT | __GFP_IO | __GFP_FS | __GFP_HARDWALL | \
                         __GFP_HIGHMEM)
+#define GFP_HIGHUSER_MOVABLE   (__GFP_WAIT | __GFP_IO | __GFP_FS | \
+                                __GFP_HARDWALL | __GFP_HIGHMEM | \
+                                __GFP_MOVABLE)
+#define GFP_IOFS       (__GFP_IO | __GFP_FS)
+#define GFP_TRANSHUGE  (GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_COMP | \
+                        __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN | \
+                        __GFP_NO_KSWAPD)
 
 #ifdef CONFIG_NUMA
 #define GFP_THISNODE   (__GFP_THISNODE | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY)
@@ -73,6 +119,22 @@ struct vm_area_struct;
 #define GFP_THISNODE   ((__force gfp_t)0)
 #endif
 
+/* This mask makes up all the page movable related flags */
+#define GFP_MOVABLE_MASK (__GFP_RECLAIMABLE|__GFP_MOVABLE)
+
+/* Control page allocator reclaim behavior */
+#define GFP_RECLAIM_MASK (__GFP_WAIT|__GFP_HIGH|__GFP_IO|__GFP_FS|\
+                       __GFP_NOWARN|__GFP_REPEAT|__GFP_NOFAIL|\
+                       __GFP_NORETRY|__GFP_NOMEMALLOC)
+
+/* Control slab gfp mask during early boot */
+#define GFP_BOOT_MASK (__GFP_BITS_MASK & ~(__GFP_WAIT|__GFP_IO|__GFP_FS))
+
+/* Control allocation constraints */
+#define GFP_CONSTRAINT_MASK (__GFP_HARDWALL|__GFP_THISNODE)
+
+/* Do not use these with a slab allocator */
+#define GFP_SLAB_BUG_MASK (__GFP_DMA32|__GFP_HIGHMEM|~__GFP_BITS_MASK)
 
 /* Flag - indicates that the buffer will be suitable for DMA.  Ignored on some
    platforms, used as appropriate on others */
@@ -82,20 +144,118 @@ struct vm_area_struct;
 /* 4GB DMA on some platforms */
 #define GFP_DMA32      __GFP_DMA32
 
-
-static inline enum zone_type gfp_zone(gfp_t flags)
+/* Convert GFP flags to their corresponding migrate type */
+static inline int allocflags_to_migratetype(gfp_t gfp_flags)
 {
-       if (flags & __GFP_DMA)
-               return ZONE_DMA;
+       WARN_ON((gfp_flags & GFP_MOVABLE_MASK) == GFP_MOVABLE_MASK);
+
+       if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
+               return MIGRATE_UNMOVABLE;
+
+       /* Group based on mobility */
+       return (((gfp_flags & __GFP_MOVABLE) != 0) << 1) |
+               ((gfp_flags & __GFP_RECLAIMABLE) != 0);
+}
+
+#ifdef CONFIG_HIGHMEM
+#define OPT_ZONE_HIGHMEM ZONE_HIGHMEM
+#else
+#define OPT_ZONE_HIGHMEM ZONE_NORMAL
+#endif
+
+#ifdef CONFIG_ZONE_DMA
+#define OPT_ZONE_DMA ZONE_DMA
+#else
+#define OPT_ZONE_DMA ZONE_NORMAL
+#endif
+
 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
-       if (flags & __GFP_DMA32)
-               return ZONE_DMA32;
+#define OPT_ZONE_DMA32 ZONE_DMA32
+#else
+#define OPT_ZONE_DMA32 ZONE_NORMAL
 #endif
-#ifdef CONFIG_HIGHMEM
-       if (flags & __GFP_HIGHMEM)
-               return ZONE_HIGHMEM;
+
+/*
+ * GFP_ZONE_TABLE is a word size bitstring that is used for looking up the
+ * zone to use given the lowest 4 bits of gfp_t. Entries are ZONE_SHIFT long
+ * and there are 16 of them to cover all possible combinations of
+ * __GFP_DMA, __GFP_DMA32, __GFP_MOVABLE and __GFP_HIGHMEM.
+ *
+ * The zone fallback order is MOVABLE=>HIGHMEM=>NORMAL=>DMA32=>DMA.
+ * But GFP_MOVABLE is not only a zone specifier but also an allocation
+ * policy. Therefore __GFP_MOVABLE plus another zone selector is valid.
+ * Only 1 bit of the lowest 3 bits (DMA,DMA32,HIGHMEM) can be set to "1".
+ *
+ *       bit       result
+ *       =================
+ *       0x0    => NORMAL
+ *       0x1    => DMA or NORMAL
+ *       0x2    => HIGHMEM or NORMAL
+ *       0x3    => BAD (DMA+HIGHMEM)
+ *       0x4    => DMA32 or DMA or NORMAL
+ *       0x5    => BAD (DMA+DMA32)
+ *       0x6    => BAD (HIGHMEM+DMA32)
+ *       0x7    => BAD (HIGHMEM+DMA32+DMA)
+ *       0x8    => NORMAL (MOVABLE+0)
+ *       0x9    => DMA or NORMAL (MOVABLE+DMA)
+ *       0xa    => MOVABLE (Movable is valid only if HIGHMEM is set too)
+ *       0xb    => BAD (MOVABLE+HIGHMEM+DMA)
+ *       0xc    => DMA32 (MOVABLE+HIGHMEM+DMA32)
+ *       0xd    => BAD (MOVABLE+DMA32+DMA)
+ *       0xe    => BAD (MOVABLE+DMA32+HIGHMEM)
+ *       0xf    => BAD (MOVABLE+DMA32+HIGHMEM+DMA)
+ *
+ * ZONES_SHIFT must be <= 2 on 32 bit platforms.
+ */
+
+#if 16 * ZONES_SHIFT > BITS_PER_LONG
+#error ZONES_SHIFT too large to create GFP_ZONE_TABLE integer
+#endif
+
+#define GFP_ZONE_TABLE ( \
+       (ZONE_NORMAL << 0 * ZONES_SHIFT)                                      \
+       | (OPT_ZONE_DMA << ___GFP_DMA * ZONES_SHIFT)                          \
+       | (OPT_ZONE_HIGHMEM << ___GFP_HIGHMEM * ZONES_SHIFT)                  \
+       | (OPT_ZONE_DMA32 << ___GFP_DMA32 * ZONES_SHIFT)                      \
+       | (ZONE_NORMAL << ___GFP_MOVABLE * ZONES_SHIFT)                       \
+       | (OPT_ZONE_DMA << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_DMA) * ZONES_SHIFT)       \
+       | (ZONE_MOVABLE << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_HIGHMEM) * ZONES_SHIFT)   \
+       | (OPT_ZONE_DMA32 << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_DMA32) * ZONES_SHIFT)   \
+)
+
+/*
+ * GFP_ZONE_BAD is a bitmap for all combinations of __GFP_DMA, __GFP_DMA32
+ * __GFP_HIGHMEM and __GFP_MOVABLE that are not permitted. One flag per
+ * entry starting with bit 0. Bit is set if the combination is not
+ * allowed.
+ */
+#define GFP_ZONE_BAD ( \
+       1 << (___GFP_DMA | ___GFP_HIGHMEM)                                    \
+       | 1 << (___GFP_DMA | ___GFP_DMA32)                                    \
+       | 1 << (___GFP_DMA32 | ___GFP_HIGHMEM)                                \
+       | 1 << (___GFP_DMA | ___GFP_DMA32 | ___GFP_HIGHMEM)                   \
+       | 1 << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_HIGHMEM | ___GFP_DMA)                 \
+       | 1 << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_DMA32 | ___GFP_DMA)                   \
+       | 1 << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_DMA32 | ___GFP_HIGHMEM)               \
+       | 1 << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_DMA32 | ___GFP_DMA | ___GFP_HIGHMEM)  \
+)
+
+static inline enum zone_type gfp_zone(gfp_t flags)
+{
+       enum zone_type z;
+       int bit = (__force int) (flags & GFP_ZONEMASK);
+
+       z = (GFP_ZONE_TABLE >> (bit * ZONES_SHIFT)) &
+                                        ((1 << ZONES_SHIFT) - 1);
+
+       if (__builtin_constant_p(bit))
+               BUILD_BUG_ON((GFP_ZONE_BAD >> bit) & 1);
+       else {
+#ifdef CONFIG_DEBUG_VM
+               BUG_ON((GFP_ZONE_BAD >> bit) & 1);
 #endif
-       return ZONE_NORMAL;
+       }
+       return z;
 }
 
 /*
@@ -105,13 +265,27 @@ static inline enum zone_type gfp_zone(gfp_t flags)
  * virtual kernel addresses to the allocated page(s).
  */
 
+static inline int gfp_zonelist(gfp_t flags)
+{
+       if (NUMA_BUILD && unlikely(flags & __GFP_THISNODE))
+               return 1;
+
+       return 0;
+}
+
 /*
  * We get the zone list from the current node and the gfp_mask.
  * This zone list contains a maximum of MAXNODES*MAX_NR_ZONES zones.
+ * There are two zonelists per node, one for all zones with memory and
+ * one containing just zones from the node the zonelist belongs to.
  *
  * For the normal case of non-DISCONTIGMEM systems the NODE_DATA() gets
  * optimized to &contig_page_data at compile-time.
  */
+static inline struct zonelist *node_zonelist(int nid, gfp_t flags)
+{
+       return NODE_DATA(nid)->node_zonelists + gfp_zonelist(flags);
+}
 
 #ifndef HAVE_ARCH_FREE_PAGE
 static inline void arch_free_page(struct page *page, int order) { }
@@ -120,21 +294,33 @@ static inline void arch_free_page(struct page *page, int order) { }
 static inline void arch_alloc_page(struct page *page, int order) { }
 #endif
 
-extern struct page *
-FASTCALL(__alloc_pages(gfp_t, unsigned int, struct zonelist *));
+struct page *
+__alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
+                      struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask);
+
+static inline struct page *
+__alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
+               struct zonelist *zonelist)
+{
+       return __alloc_pages_nodemask(gfp_mask, order, zonelist, NULL);
+}
 
 static inline struct page *alloc_pages_node(int nid, gfp_t gfp_mask,
                                                unsigned int order)
 {
-       if (unlikely(order >= MAX_ORDER))
-               return NULL;
-
        /* Unknown node is current node */
        if (nid < 0)
                nid = numa_node_id();
 
-       return __alloc_pages(gfp_mask, order,
-               NODE_DATA(nid)->node_zonelists + gfp_zone(gfp_mask));
+       return __alloc_pages(gfp_mask, order, node_zonelist(nid, gfp_mask));
+}
+
+static inline struct page *alloc_pages_exact_node(int nid, gfp_t gfp_mask,
+                                               unsigned int order)
+{
+       VM_BUG_ON(nid < 0 || nid >= MAX_NUMNODES);
+
+       return __alloc_pages(gfp_mask, order, node_zonelist(nid, gfp_mask));
 }
 
 #ifdef CONFIG_NUMA
@@ -143,42 +329,48 @@ extern struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp_mask, unsigned order);
 static inline struct page *
 alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
 {
-       if (unlikely(order >= MAX_ORDER))
-               return NULL;
-
        return alloc_pages_current(gfp_mask, order);
 }
-extern struct page *alloc_page_vma(gfp_t gfp_mask,
-                       struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr);
+extern struct page *alloc_pages_vma(gfp_t gfp_mask, int order,
+                       struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
+                       int node);
 #else
 #define alloc_pages(gfp_mask, order) \
                alloc_pages_node(numa_node_id(), gfp_mask, order)
-#define alloc_page_vma(gfp_mask, vma, addr) alloc_pages(gfp_mask, 0)
+#define alloc_pages_vma(gfp_mask, order, vma, addr, node)      \
+       alloc_pages(gfp_mask, order)
 #endif
 #define alloc_page(gfp_mask) alloc_pages(gfp_mask, 0)
+#define alloc_page_vma(gfp_mask, vma, addr)                    \
+       alloc_pages_vma(gfp_mask, 0, vma, addr, numa_node_id())
 
-extern unsigned long FASTCALL(__get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order));
-extern unsigned long FASTCALL(get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask));
+extern unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order);
+extern unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask);
+
+void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask);
+void free_pages_exact(void *virt, size_t size);
 
 #define __get_free_page(gfp_mask) \
-               __get_free_pages((gfp_mask),0)
+               __get_free_pages((gfp_mask), 0)
 
 #define __get_dma_pages(gfp_mask, order) \
-               __get_free_pages((gfp_mask) | GFP_DMA,(order))
+               __get_free_pages((gfp_mask) | GFP_DMA, (order))
 
-extern void FASTCALL(__free_pages(struct page *page, unsigned int order));
-extern void FASTCALL(free_pages(unsigned long addr, unsigned int order));
-extern void FASTCALL(free_hot_page(struct page *page));
-extern void FASTCALL(free_cold_page(struct page *page));
+extern void __free_pages(struct page *page, unsigned int order);
+extern void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order);
+extern void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold);
 
 #define __free_page(page) __free_pages((page), 0)
-#define free_page(addr) free_pages((addr),0)
+#define free_page(addr) free_pages((addr), 0)
 
 void page_alloc_init(void);
-#ifdef CONFIG_NUMA
-void drain_node_pages(int node);
-#else
-static inline void drain_node_pages(int node) { };
-#endif
+void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp);
+void drain_all_pages(void);
+void drain_local_pages(void *dummy);
+
+extern gfp_t gfp_allowed_mask;
+
+extern void pm_restrict_gfp_mask(void);
+extern void pm_restore_gfp_mask(void);
 
 #endif /* __LINUX_GFP_H */