09bf9d8d7b7226aab511988f75354c20ad7cd7ac
[linux-2.6.git] / include / linux / mmzone.h
1 #ifndef _LINUX_MMZONE_H
2 #define _LINUX_MMZONE_H
3
4 #ifdef __KERNEL__
5 #ifndef __ASSEMBLY__
6
7 #include <linux/spinlock.h>
8 #include <linux/list.h>
9 #include <linux/wait.h>
10 #include <linux/cache.h>
11 #include <linux/threads.h>
12 #include <linux/numa.h>
13 #include <linux/init.h>
14 #include <linux/seqlock.h>
15 #include <linux/nodemask.h>
16 #include <asm/atomic.h>
17 #include <asm/page.h>
18
19 /* Free memory management - zoned buddy allocator.  */
20 #ifndef CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
21 #define MAX_ORDER 11
22 #else
23 #define MAX_ORDER CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
24 #endif
25 #define MAX_ORDER_NR_PAGES (1 << (MAX_ORDER - 1))
26
27 struct free_area {
28         struct list_head        free_list;
29         unsigned long           nr_free;
30 };
31
32 struct pglist_data;
33
34 /*
35  * zone->lock and zone->lru_lock are two of the hottest locks in the kernel.
36  * So add a wild amount of padding here to ensure that they fall into separate
37  * cachelines.  There are very few zone structures in the machine, so space
38  * consumption is not a concern here.
39  */
40 #if defined(CONFIG_SMP)
41 struct zone_padding {
42         char x[0];
43 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
44 #define ZONE_PADDING(name)      struct zone_padding name;
45 #else
46 #define ZONE_PADDING(name)
47 #endif
48
49 enum zone_stat_item {
50         NR_ANON_PAGES,  /* Mapped anonymous pages */
51         NR_FILE_MAPPED, /* pagecache pages mapped into pagetables.
52                            only modified from process context */
53         NR_FILE_PAGES,
54         NR_SLAB_RECLAIMABLE,
55         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
56         NR_PAGETABLE,   /* used for pagetables */
57         NR_FILE_DIRTY,
58         NR_WRITEBACK,
59         NR_UNSTABLE_NFS,        /* NFS unstable pages */
60         NR_BOUNCE,
61         NR_VMSCAN_WRITE,
62 #ifdef CONFIG_NUMA
63         NUMA_HIT,               /* allocated in intended node */
64         NUMA_MISS,              /* allocated in non intended node */
65         NUMA_FOREIGN,           /* was intended here, hit elsewhere */
66         NUMA_INTERLEAVE_HIT,    /* interleaver preferred this zone */
67         NUMA_LOCAL,             /* allocation from local node */
68         NUMA_OTHER,             /* allocation from other node */
69 #endif
70         NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS };
71
72 struct per_cpu_pages {
73         int count;              /* number of pages in the list */
74         int high;               /* high watermark, emptying needed */
75         int batch;              /* chunk size for buddy add/remove */
76         struct list_head list;  /* the list of pages */
77 };
78
79 struct per_cpu_pageset {
80         struct per_cpu_pages pcp[2];    /* 0: hot.  1: cold */
81 #ifdef CONFIG_SMP
82         s8 stat_threshold;
83         s8 vm_stat_diff[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
84 #endif
85 } ____cacheline_aligned_in_smp;
86
87 #ifdef CONFIG_NUMA
88 #define zone_pcp(__z, __cpu) ((__z)->pageset[(__cpu)])
89 #else
90 #define zone_pcp(__z, __cpu) (&(__z)->pageset[(__cpu)])
91 #endif
92
93 enum zone_type {
94         /*
95          * ZONE_DMA is used when there are devices that are not able
96          * to do DMA to all of addressable memory (ZONE_NORMAL). Then we
97          * carve out the portion of memory that is needed for these devices.
98          * The range is arch specific.
99          *
100          * Some examples
101          *
102          * Architecture         Limit
103          * ---------------------------
104          * parisc, ia64, sparc  <4G
105          * s390                 <2G
106          * arm26                <48M
107          * arm                  Various
108          * alpha                Unlimited or 0-16MB.
109          *
110          * i386, x86_64 and multiple other arches
111          *                      <16M.
112          */
113         ZONE_DMA,
114 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
115         /*
116          * x86_64 needs two ZONE_DMAs because it supports devices that are
117          * only able to do DMA to the lower 16M but also 32 bit devices that
118          * can only do DMA areas below 4G.
119          */
120         ZONE_DMA32,
121 #endif
122         /*
123          * Normal addressable memory is in ZONE_NORMAL. DMA operations can be
124          * performed on pages in ZONE_NORMAL if the DMA devices support
125          * transfers to all addressable memory.
126          */
127         ZONE_NORMAL,
128 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
129         /*
130          * A memory area that is only addressable by the kernel through
131          * mapping portions into its own address space. This is for example
132          * used by i386 to allow the kernel to address the memory beyond
133          * 900MB. The kernel will set up special mappings (page
134          * table entries on i386) for each page that the kernel needs to
135          * access.
136          */
137         ZONE_HIGHMEM,
138 #endif
139         MAX_NR_ZONES
140 };
141
142 /*
143  * When a memory allocation must conform to specific limitations (such
144  * as being suitable for DMA) the caller will pass in hints to the
145  * allocator in the gfp_mask, in the zone modifier bits.  These bits
146  * are used to select a priority ordered list of memory zones which
147  * match the requested limits. See gfp_zone() in include/linux/gfp.h
148  */
149
150 #if !defined(CONFIG_ZONE_DMA32) && !defined(CONFIG_HIGHMEM)
151 #define ZONES_SHIFT 1
152 #else
153 #define ZONES_SHIFT 2
154 #endif
155
156 struct zone {
157         /* Fields commonly accessed by the page allocator */
158         unsigned long           free_pages;
159         unsigned long           pages_min, pages_low, pages_high;
160         /*
161          * We don't know if the memory that we're going to allocate will be freeable
162          * or/and it will be released eventually, so to avoid totally wasting several
163          * GB of ram we must reserve some of the lower zone memory (otherwise we risk
164          * to run OOM on the lower zones despite there's tons of freeable ram
165          * on the higher zones). This array is recalculated at runtime if the
166          * sysctl_lowmem_reserve_ratio sysctl changes.
167          */
168         unsigned long           lowmem_reserve[MAX_NR_ZONES];
169
170 #ifdef CONFIG_NUMA
171         int node;
172         /*
173          * zone reclaim becomes active if more unmapped pages exist.
174          */
175         unsigned long           min_unmapped_pages;
176         unsigned long           min_slab_pages;
177         struct per_cpu_pageset  *pageset[NR_CPUS];
178 #else
179         struct per_cpu_pageset  pageset[NR_CPUS];
180 #endif
181         /*
182          * free areas of different sizes
183          */
184         spinlock_t              lock;
185 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
186         /* see spanned/present_pages for more description */
187         seqlock_t               span_seqlock;
188 #endif
189         struct free_area        free_area[MAX_ORDER];
190
191
192         ZONE_PADDING(_pad1_)
193
194         /* Fields commonly accessed by the page reclaim scanner */
195         spinlock_t              lru_lock;       
196         struct list_head        active_list;
197         struct list_head        inactive_list;
198         unsigned long           nr_scan_active;
199         unsigned long           nr_scan_inactive;
200         unsigned long           nr_active;
201         unsigned long           nr_inactive;
202         unsigned long           pages_scanned;     /* since last reclaim */
203         int                     all_unreclaimable; /* All pages pinned */
204
205         /* A count of how many reclaimers are scanning this zone */
206         atomic_t                reclaim_in_progress;
207
208         /* Zone statistics */
209         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
210
211         /*
212          * prev_priority holds the scanning priority for this zone.  It is
213          * defined as the scanning priority at which we achieved our reclaim
214          * target at the previous try_to_free_pages() or balance_pgdat()
215          * invokation.
216          *
217          * We use prev_priority as a measure of how much stress page reclaim is
218          * under - it drives the swappiness decision: whether to unmap mapped
219          * pages.
220          *
221          * Access to both this field is quite racy even on uniprocessor.  But
222          * it is expected to average out OK.
223          */
224         int prev_priority;
225
226
227         ZONE_PADDING(_pad2_)
228         /* Rarely used or read-mostly fields */
229
230         /*
231          * wait_table           -- the array holding the hash table
232          * wait_table_hash_nr_entries   -- the size of the hash table array
233          * wait_table_bits      -- wait_table_size == (1 << wait_table_bits)
234          *
235          * The purpose of all these is to keep track of the people
236          * waiting for a page to become available and make them
237          * runnable again when possible. The trouble is that this
238          * consumes a lot of space, especially when so few things
239          * wait on pages at a given time. So instead of using
240          * per-page waitqueues, we use a waitqueue hash table.
241          *
242          * The bucket discipline is to sleep on the same queue when
243          * colliding and wake all in that wait queue when removing.
244          * When something wakes, it must check to be sure its page is
245          * truly available, a la thundering herd. The cost of a
246          * collision is great, but given the expected load of the
247          * table, they should be so rare as to be outweighed by the
248          * benefits from the saved space.
249          *
250          * __wait_on_page_locked() and unlock_page() in mm/filemap.c, are the
251          * primary users of these fields, and in mm/page_alloc.c
252          * free_area_init_core() performs the initialization of them.
253          */
254         wait_queue_head_t       * wait_table;
255         unsigned long           wait_table_hash_nr_entries;
256         unsigned long           wait_table_bits;
257
258         /*
259          * Discontig memory support fields.
260          */
261         struct pglist_data      *zone_pgdat;
262         /* zone_start_pfn == zone_start_paddr >> PAGE_SHIFT */
263         unsigned long           zone_start_pfn;
264
265         /*
266          * zone_start_pfn, spanned_pages and present_pages are all
267          * protected by span_seqlock.  It is a seqlock because it has
268          * to be read outside of zone->lock, and it is done in the main
269          * allocator path.  But, it is written quite infrequently.
270          *
271          * The lock is declared along with zone->lock because it is
272          * frequently read in proximity to zone->lock.  It's good to
273          * give them a chance of being in the same cacheline.
274          */
275         unsigned long           spanned_pages;  /* total size, including holes */
276         unsigned long           present_pages;  /* amount of memory (excluding holes) */
277
278         /*
279          * rarely used fields:
280          */
281         char                    *name;
282 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
283
284 /*
285  * The "priority" of VM scanning is how much of the queues we will scan in one
286  * go. A value of 12 for DEF_PRIORITY implies that we will scan 1/4096th of the
287  * queues ("queue_length >> 12") during an aging round.
288  */
289 #define DEF_PRIORITY 12
290
291 /* Maximum number of zones on a zonelist */
292 #define MAX_ZONES_PER_ZONELIST (MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES)
293
294 #ifdef CONFIG_NUMA
295 /*
296  * We cache key information from each zonelist for smaller cache
297  * footprint when scanning for free pages in get_page_from_freelist().
298  *
299  * 1) The BITMAP fullzones tracks which zones in a zonelist have come
300  *    up short of free memory since the last time (last_fullzone_zap)
301  *    we zero'd fullzones.
302  * 2) The array z_to_n[] maps each zone in the zonelist to its node
303  *    id, so that we can efficiently evaluate whether that node is
304  *    set in the current tasks mems_allowed.
305  *
306  * Both fullzones and z_to_n[] are one-to-one with the zonelist,
307  * indexed by a zones offset in the zonelist zones[] array.
308  *
309  * The get_page_from_freelist() routine does two scans.  During the
310  * first scan, we skip zones whose corresponding bit in 'fullzones'
311  * is set or whose corresponding node in current->mems_allowed (which
312  * comes from cpusets) is not set.  During the second scan, we bypass
313  * this zonelist_cache, to ensure we look methodically at each zone.
314  *
315  * Once per second, we zero out (zap) fullzones, forcing us to
316  * reconsider nodes that might have regained more free memory.
317  * The field last_full_zap is the time we last zapped fullzones.
318  *
319  * This mechanism reduces the amount of time we waste repeatedly
320  * reexaming zones for free memory when they just came up low on
321  * memory momentarilly ago.
322  *
323  * The zonelist_cache struct members logically belong in struct
324  * zonelist.  However, the mempolicy zonelists constructed for
325  * MPOL_BIND are intentionally variable length (and usually much
326  * shorter).  A general purpose mechanism for handling structs with
327  * multiple variable length members is more mechanism than we want
328  * here.  We resort to some special case hackery instead.
329  *
330  * The MPOL_BIND zonelists don't need this zonelist_cache (in good
331  * part because they are shorter), so we put the fixed length stuff
332  * at the front of the zonelist struct, ending in a variable length
333  * zones[], as is needed by MPOL_BIND.
334  *
335  * Then we put the optional zonelist cache on the end of the zonelist
336  * struct.  This optional stuff is found by a 'zlcache_ptr' pointer in
337  * the fixed length portion at the front of the struct.  This pointer
338  * both enables us to find the zonelist cache, and in the case of
339  * MPOL_BIND zonelists, (which will just set the zlcache_ptr to NULL)
340  * to know that the zonelist cache is not there.
341  *
342  * The end result is that struct zonelists come in two flavors:
343  *  1) The full, fixed length version, shown below, and
344  *  2) The custom zonelists for MPOL_BIND.
345  * The custom MPOL_BIND zonelists have a NULL zlcache_ptr and no zlcache.
346  *
347  * Even though there may be multiple CPU cores on a node modifying
348  * fullzones or last_full_zap in the same zonelist_cache at the same
349  * time, we don't lock it.  This is just hint data - if it is wrong now
350  * and then, the allocator will still function, perhaps a bit slower.
351  */
352
353
354 struct zonelist_cache {
355         DECLARE_BITMAP(fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);      /* zone full? */
356         unsigned short z_to_n[MAX_ZONES_PER_ZONELIST];          /* zone->nid */
357         unsigned long last_full_zap;            /* when last zap'd (jiffies) */
358 };
359 #else
360 struct zonelist_cache;
361 #endif
362
363 /*
364  * One allocation request operates on a zonelist. A zonelist
365  * is a list of zones, the first one is the 'goal' of the
366  * allocation, the other zones are fallback zones, in decreasing
367  * priority.
368  *
369  * If zlcache_ptr is not NULL, then it is just the address of zlcache,
370  * as explained above.  If zlcache_ptr is NULL, there is no zlcache.
371  */
372
373 struct zonelist {
374         struct zonelist_cache *zlcache_ptr;                  // NULL or &zlcache
375         struct zone *zones[MAX_ZONES_PER_ZONELIST + 1];      // NULL delimited
376 #ifdef CONFIG_NUMA
377         struct zonelist_cache zlcache;                       // optional ...
378 #endif
379 };
380
381 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
382 struct node_active_region {
383         unsigned long start_pfn;
384         unsigned long end_pfn;
385         int nid;
386 };
387 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
388
389 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
390 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
391 extern struct page *mem_map;
392 #endif
393
394 /*
395  * The pg_data_t structure is used in machines with CONFIG_DISCONTIGMEM
396  * (mostly NUMA machines?) to denote a higher-level memory zone than the
397  * zone denotes.
398  *
399  * On NUMA machines, each NUMA node would have a pg_data_t to describe
400  * it's memory layout.
401  *
402  * Memory statistics and page replacement data structures are maintained on a
403  * per-zone basis.
404  */
405 struct bootmem_data;
406 typedef struct pglist_data {
407         struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
408         struct zonelist node_zonelists[MAX_NR_ZONES];
409         int nr_zones;
410 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
411         struct page *node_mem_map;
412 #endif
413         struct bootmem_data *bdata;
414 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
415         /*
416          * Must be held any time you expect node_start_pfn, node_present_pages
417          * or node_spanned_pages stay constant.  Holding this will also
418          * guarantee that any pfn_valid() stays that way.
419          *
420          * Nests above zone->lock and zone->size_seqlock.
421          */
422         spinlock_t node_size_lock;
423 #endif
424         unsigned long node_start_pfn;
425         unsigned long node_present_pages; /* total number of physical pages */
426         unsigned long node_spanned_pages; /* total size of physical page
427                                              range, including holes */
428         int node_id;
429         wait_queue_head_t kswapd_wait;
430         struct task_struct *kswapd;
431         int kswapd_max_order;
432 } pg_data_t;
433
434 #define node_present_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_present_pages)
435 #define node_spanned_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages)
436 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
437 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    ((pgdat)->node_mem_map + (pagenr))
438 #else
439 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    pfn_to_page((pgdat)->node_start_pfn + (pagenr))
440 #endif
441 #define nid_page_nr(nid, pagenr)        pgdat_page_nr(NODE_DATA(nid),(pagenr))
442
443 #include <linux/memory_hotplug.h>
444
445 void __get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
446                         unsigned long *free, struct pglist_data *pgdat);
447 void get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
448                         unsigned long *free);
449 void build_all_zonelists(void);
450 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order);
451 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
452                 int classzone_idx, int alloc_flags);
453
454 extern int init_currently_empty_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
455                                      unsigned long size);
456
457 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORY_PRESENT
458 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
459 #else
460 static inline void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end) {}
461 #endif
462
463 #ifdef CONFIG_NEED_NODE_MEMMAP_SIZE
464 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
465 #endif
466
467 /*
468  * zone_idx() returns 0 for the ZONE_DMA zone, 1 for the ZONE_NORMAL zone, etc.
469  */
470 #define zone_idx(zone)          ((zone) - (zone)->zone_pgdat->node_zones)
471
472 static inline int populated_zone(struct zone *zone)
473 {
474         return (!!zone->present_pages);
475 }
476
477 static inline int is_highmem_idx(enum zone_type idx)
478 {
479 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
480         return (idx == ZONE_HIGHMEM);
481 #else
482         return 0;
483 #endif
484 }
485
486 static inline int is_normal_idx(enum zone_type idx)
487 {
488         return (idx == ZONE_NORMAL);
489 }
490
491 /**
492  * is_highmem - helper function to quickly check if a struct zone is a 
493  *              highmem zone or not.  This is an attempt to keep references
494  *              to ZONE_{DMA/NORMAL/HIGHMEM/etc} in general code to a minimum.
495  * @zone - pointer to struct zone variable
496  */
497 static inline int is_highmem(struct zone *zone)
498 {
499 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
500         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_HIGHMEM;
501 #else
502         return 0;
503 #endif
504 }
505
506 static inline int is_normal(struct zone *zone)
507 {
508         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
509 }
510
511 static inline int is_dma32(struct zone *zone)
512 {
513 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
514         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA32;
515 #else
516         return 0;
517 #endif
518 }
519
520 static inline int is_dma(struct zone *zone)
521 {
522         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA;
523 }
524
525 /* These two functions are used to setup the per zone pages min values */
526 struct ctl_table;
527 struct file;
528 int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *, 
529                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
530 extern int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1];
531 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
532                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
533 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
534                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
535 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
536                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
537 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
538                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
539
540 #include <linux/topology.h>
541 /* Returns the number of the current Node. */
542 #ifndef numa_node_id
543 #define numa_node_id()          (cpu_to_node(raw_smp_processor_id()))
544 #endif
545
546 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
547
548 extern struct pglist_data contig_page_data;
549 #define NODE_DATA(nid)          (&contig_page_data)
550 #define NODE_MEM_MAP(nid)       mem_map
551 #define MAX_NODES_SHIFT         1
552
553 #else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
554
555 #include <asm/mmzone.h>
556
557 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
558
559 extern struct pglist_data *first_online_pgdat(void);
560 extern struct pglist_data *next_online_pgdat(struct pglist_data *pgdat);
561 extern struct zone *next_zone(struct zone *zone);
562
563 /**
564  * for_each_pgdat - helper macro to iterate over all nodes
565  * @pgdat - pointer to a pg_data_t variable
566  */
567 #define for_each_online_pgdat(pgdat)                    \
568         for (pgdat = first_online_pgdat();              \
569              pgdat;                                     \
570              pgdat = next_online_pgdat(pgdat))
571 /**
572  * for_each_zone - helper macro to iterate over all memory zones
573  * @zone - pointer to struct zone variable
574  *
575  * The user only needs to declare the zone variable, for_each_zone
576  * fills it in.
577  */
578 #define for_each_zone(zone)                             \
579         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
580              zone;                                      \
581              zone = next_zone(zone))
582
583 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
584 #include <asm/sparsemem.h>
585 #endif
586
587 #if BITS_PER_LONG == 32
588 /*
589  * with 32 bit page->flags field, we reserve 9 bits for node/zone info.
590  * there are 4 zones (3 bits) and this leaves 9-3=6 bits for nodes.
591  */
592 #define FLAGS_RESERVED          9
593
594 #elif BITS_PER_LONG == 64
595 /*
596  * with 64 bit flags field, there's plenty of room.
597  */
598 #define FLAGS_RESERVED          32
599
600 #else
601
602 #error BITS_PER_LONG not defined
603
604 #endif
605
606 #if !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID) && \
607         !defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
608 #define early_pfn_to_nid(nid)  (0UL)
609 #endif
610
611 #ifdef CONFIG_FLATMEM
612 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
613 #endif
614
615 #define pfn_to_section_nr(pfn) ((pfn) >> PFN_SECTION_SHIFT)
616 #define section_nr_to_pfn(sec) ((sec) << PFN_SECTION_SHIFT)
617
618 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
619
620 /*
621  * SECTION_SHIFT                #bits space required to store a section #
622  *
623  * PA_SECTION_SHIFT             physical address to/from section number
624  * PFN_SECTION_SHIFT            pfn to/from section number
625  */
626 #define SECTIONS_SHIFT          (MAX_PHYSMEM_BITS - SECTION_SIZE_BITS)
627
628 #define PA_SECTION_SHIFT        (SECTION_SIZE_BITS)
629 #define PFN_SECTION_SHIFT       (SECTION_SIZE_BITS - PAGE_SHIFT)
630
631 #define NR_MEM_SECTIONS         (1UL << SECTIONS_SHIFT)
632
633 #define PAGES_PER_SECTION       (1UL << PFN_SECTION_SHIFT)
634 #define PAGE_SECTION_MASK       (~(PAGES_PER_SECTION-1))
635
636 #if (MAX_ORDER - 1 + PAGE_SHIFT) > SECTION_SIZE_BITS
637 #error Allocator MAX_ORDER exceeds SECTION_SIZE
638 #endif
639
640 struct page;
641 struct mem_section {
642         /*
643          * This is, logically, a pointer to an array of struct
644          * pages.  However, it is stored with some other magic.
645          * (see sparse.c::sparse_init_one_section())
646          *
647          * Additionally during early boot we encode node id of
648          * the location of the section here to guide allocation.
649          * (see sparse.c::memory_present())
650          *
651          * Making it a UL at least makes someone do a cast
652          * before using it wrong.
653          */
654         unsigned long section_mem_map;
655 };
656
657 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
658 #define SECTIONS_PER_ROOT       (PAGE_SIZE / sizeof (struct mem_section))
659 #else
660 #define SECTIONS_PER_ROOT       1
661 #endif
662
663 #define SECTION_NR_TO_ROOT(sec) ((sec) / SECTIONS_PER_ROOT)
664 #define NR_SECTION_ROOTS        (NR_MEM_SECTIONS / SECTIONS_PER_ROOT)
665 #define SECTION_ROOT_MASK       (SECTIONS_PER_ROOT - 1)
666
667 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
668 extern struct mem_section *mem_section[NR_SECTION_ROOTS];
669 #else
670 extern struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT];
671 #endif
672
673 static inline struct mem_section *__nr_to_section(unsigned long nr)
674 {
675         if (!mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)])
676                 return NULL;
677         return &mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)][nr & SECTION_ROOT_MASK];
678 }
679 extern int __section_nr(struct mem_section* ms);
680
681 /*
682  * We use the lower bits of the mem_map pointer to store
683  * a little bit of information.  There should be at least
684  * 3 bits here due to 32-bit alignment.
685  */
686 #define SECTION_MARKED_PRESENT  (1UL<<0)
687 #define SECTION_HAS_MEM_MAP     (1UL<<1)
688 #define SECTION_MAP_LAST_BIT    (1UL<<2)
689 #define SECTION_MAP_MASK        (~(SECTION_MAP_LAST_BIT-1))
690 #define SECTION_NID_SHIFT       2
691
692 static inline struct page *__section_mem_map_addr(struct mem_section *section)
693 {
694         unsigned long map = section->section_mem_map;
695         map &= SECTION_MAP_MASK;
696         return (struct page *)map;
697 }
698
699 static inline int valid_section(struct mem_section *section)
700 {
701         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_MARKED_PRESENT));
702 }
703
704 static inline int section_has_mem_map(struct mem_section *section)
705 {
706         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_HAS_MEM_MAP));
707 }
708
709 static inline int valid_section_nr(unsigned long nr)
710 {
711         return valid_section(__nr_to_section(nr));
712 }
713
714 static inline struct mem_section *__pfn_to_section(unsigned long pfn)
715 {
716         return __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
717 }
718
719 static inline int pfn_valid(unsigned long pfn)
720 {
721         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
722                 return 0;
723         return valid_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
724 }
725
726 /*
727  * These are _only_ used during initialisation, therefore they
728  * can use __initdata ...  They could have names to indicate
729  * this restriction.
730  */
731 #ifdef CONFIG_NUMA
732 #define pfn_to_nid(pfn)                                                 \
733 ({                                                                      \
734         unsigned long __pfn_to_nid_pfn = (pfn);                         \
735         page_to_nid(pfn_to_page(__pfn_to_nid_pfn));                     \
736 })
737 #else
738 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
739 #endif
740
741 #define early_pfn_valid(pfn)    pfn_valid(pfn)
742 void sparse_init(void);
743 #else
744 #define sparse_init()   do {} while (0)
745 #define sparse_index_init(_sec, _nid)  do {} while (0)
746 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
747
748 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
749 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (early_pfn_to_nid(pfn) == (nid))
750 #else
751 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (1)
752 #endif
753
754 #ifndef early_pfn_valid
755 #define early_pfn_valid(pfn)    (1)
756 #endif
757
758 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
759 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
760
761 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
762 #endif /* __KERNEL__ */
763 #endif /* _LINUX_MMZONE_H */