vmstat: mlocked pages statistics
[linux-2.6.git] / include / linux / mmzone.h
1 #ifndef _LINUX_MMZONE_H
2 #define _LINUX_MMZONE_H
3
4 #ifndef __ASSEMBLY__
5 #ifndef __GENERATING_BOUNDS_H
6
7 #include <linux/spinlock.h>
8 #include <linux/list.h>
9 #include <linux/wait.h>
10 #include <linux/bitops.h>
11 #include <linux/cache.h>
12 #include <linux/threads.h>
13 #include <linux/numa.h>
14 #include <linux/init.h>
15 #include <linux/seqlock.h>
16 #include <linux/nodemask.h>
17 #include <linux/pageblock-flags.h>
18 #include <linux/bounds.h>
19 #include <asm/atomic.h>
20 #include <asm/page.h>
21
22 /* Free memory management - zoned buddy allocator.  */
23 #ifndef CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
24 #define MAX_ORDER 11
25 #else
26 #define MAX_ORDER CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
27 #endif
28 #define MAX_ORDER_NR_PAGES (1 << (MAX_ORDER - 1))
29
30 /*
31  * PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER is the order at which allocations are deemed
32  * costly to service.  That is between allocation orders which should
33  * coelesce naturally under reasonable reclaim pressure and those which
34  * will not.
35  */
36 #define PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER 3
37
38 #define MIGRATE_UNMOVABLE     0
39 #define MIGRATE_RECLAIMABLE   1
40 #define MIGRATE_MOVABLE       2
41 #define MIGRATE_RESERVE       3
42 #define MIGRATE_ISOLATE       4 /* can't allocate from here */
43 #define MIGRATE_TYPES         5
44
45 #define for_each_migratetype_order(order, type) \
46         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) \
47                 for (type = 0; type < MIGRATE_TYPES; type++)
48
49 extern int page_group_by_mobility_disabled;
50
51 static inline int get_pageblock_migratetype(struct page *page)
52 {
53         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
54                 return MIGRATE_UNMOVABLE;
55
56         return get_pageblock_flags_group(page, PB_migrate, PB_migrate_end);
57 }
58
59 struct free_area {
60         struct list_head        free_list[MIGRATE_TYPES];
61         unsigned long           nr_free;
62 };
63
64 struct pglist_data;
65
66 /*
67  * zone->lock and zone->lru_lock are two of the hottest locks in the kernel.
68  * So add a wild amount of padding here to ensure that they fall into separate
69  * cachelines.  There are very few zone structures in the machine, so space
70  * consumption is not a concern here.
71  */
72 #if defined(CONFIG_SMP)
73 struct zone_padding {
74         char x[0];
75 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
76 #define ZONE_PADDING(name)      struct zone_padding name;
77 #else
78 #define ZONE_PADDING(name)
79 #endif
80
81 enum zone_stat_item {
82         /* First 128 byte cacheline (assuming 64 bit words) */
83         NR_FREE_PAGES,
84         NR_LRU_BASE,
85         NR_INACTIVE_ANON = NR_LRU_BASE, /* must match order of LRU_[IN]ACTIVE */
86         NR_ACTIVE_ANON,         /*  "     "     "   "       "         */
87         NR_INACTIVE_FILE,       /*  "     "     "   "       "         */
88         NR_ACTIVE_FILE,         /*  "     "     "   "       "         */
89 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
90         NR_UNEVICTABLE,         /*  "     "     "   "       "         */
91         NR_MLOCK,               /* mlock()ed pages found and moved off LRU */
92 #else
93         NR_UNEVICTABLE = NR_ACTIVE_FILE, /* avoid compiler errors in dead code */
94         NR_MLOCK = NR_ACTIVE_FILE,
95 #endif
96         NR_ANON_PAGES,  /* Mapped anonymous pages */
97         NR_FILE_MAPPED, /* pagecache pages mapped into pagetables.
98                            only modified from process context */
99         NR_FILE_PAGES,
100         NR_FILE_DIRTY,
101         NR_WRITEBACK,
102         NR_SLAB_RECLAIMABLE,
103         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
104         NR_PAGETABLE,           /* used for pagetables */
105         NR_UNSTABLE_NFS,        /* NFS unstable pages */
106         NR_BOUNCE,
107         NR_VMSCAN_WRITE,
108         /* Second 128 byte cacheline */
109         NR_WRITEBACK_TEMP,      /* Writeback using temporary buffers */
110 #ifdef CONFIG_NUMA
111         NUMA_HIT,               /* allocated in intended node */
112         NUMA_MISS,              /* allocated in non intended node */
113         NUMA_FOREIGN,           /* was intended here, hit elsewhere */
114         NUMA_INTERLEAVE_HIT,    /* interleaver preferred this zone */
115         NUMA_LOCAL,             /* allocation from local node */
116         NUMA_OTHER,             /* allocation from other node */
117 #endif
118         NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS };
119
120 /*
121  * We do arithmetic on the LRU lists in various places in the code,
122  * so it is important to keep the active lists LRU_ACTIVE higher in
123  * the array than the corresponding inactive lists, and to keep
124  * the *_FILE lists LRU_FILE higher than the corresponding _ANON lists.
125  *
126  * This has to be kept in sync with the statistics in zone_stat_item
127  * above and the descriptions in vmstat_text in mm/vmstat.c
128  */
129 #define LRU_BASE 0
130 #define LRU_ACTIVE 1
131 #define LRU_FILE 2
132
133 enum lru_list {
134         LRU_INACTIVE_ANON = LRU_BASE,
135         LRU_ACTIVE_ANON = LRU_BASE + LRU_ACTIVE,
136         LRU_INACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE,
137         LRU_ACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE + LRU_ACTIVE,
138 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
139         LRU_UNEVICTABLE,
140 #else
141         LRU_UNEVICTABLE = LRU_ACTIVE_FILE, /* avoid compiler errors in dead code */
142 #endif
143         NR_LRU_LISTS
144 };
145
146 #define for_each_lru(l) for (l = 0; l < NR_LRU_LISTS; l++)
147
148 #define for_each_evictable_lru(l) for (l = 0; l <= LRU_ACTIVE_FILE; l++)
149
150 static inline int is_file_lru(enum lru_list l)
151 {
152         return (l == LRU_INACTIVE_FILE || l == LRU_ACTIVE_FILE);
153 }
154
155 static inline int is_active_lru(enum lru_list l)
156 {
157         return (l == LRU_ACTIVE_ANON || l == LRU_ACTIVE_FILE);
158 }
159
160 static inline int is_unevictable_lru(enum lru_list l)
161 {
162 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
163         return (l == LRU_UNEVICTABLE);
164 #else
165         return 0;
166 #endif
167 }
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         struct list_head list;  /* the list of pages */
174 };
175
176 struct per_cpu_pageset {
177         struct per_cpu_pages pcp;
178 #ifdef CONFIG_NUMA
179         s8 expire;
180 #endif
181 #ifdef CONFIG_SMP
182         s8 stat_threshold;
183         s8 vm_stat_diff[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
184 #endif
185 } ____cacheline_aligned_in_smp;
186
187 #ifdef CONFIG_NUMA
188 #define zone_pcp(__z, __cpu) ((__z)->pageset[(__cpu)])
189 #else
190 #define zone_pcp(__z, __cpu) (&(__z)->pageset[(__cpu)])
191 #endif
192
193 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
194
195 enum zone_type {
196 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
197         /*
198          * ZONE_DMA is used when there are devices that are not able
199          * to do DMA to all of addressable memory (ZONE_NORMAL). Then we
200          * carve out the portion of memory that is needed for these devices.
201          * The range is arch specific.
202          *
203          * Some examples
204          *
205          * Architecture         Limit
206          * ---------------------------
207          * parisc, ia64, sparc  <4G
208          * s390                 <2G
209          * arm                  Various
210          * alpha                Unlimited or 0-16MB.
211          *
212          * i386, x86_64 and multiple other arches
213          *                      <16M.
214          */
215         ZONE_DMA,
216 #endif
217 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
218         /*
219          * x86_64 needs two ZONE_DMAs because it supports devices that are
220          * only able to do DMA to the lower 16M but also 32 bit devices that
221          * can only do DMA areas below 4G.
222          */
223         ZONE_DMA32,
224 #endif
225         /*
226          * Normal addressable memory is in ZONE_NORMAL. DMA operations can be
227          * performed on pages in ZONE_NORMAL if the DMA devices support
228          * transfers to all addressable memory.
229          */
230         ZONE_NORMAL,
231 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
232         /*
233          * A memory area that is only addressable by the kernel through
234          * mapping portions into its own address space. This is for example
235          * used by i386 to allow the kernel to address the memory beyond
236          * 900MB. The kernel will set up special mappings (page
237          * table entries on i386) for each page that the kernel needs to
238          * access.
239          */
240         ZONE_HIGHMEM,
241 #endif
242         ZONE_MOVABLE,
243         __MAX_NR_ZONES
244 };
245
246 #ifndef __GENERATING_BOUNDS_H
247
248 /*
249  * When a memory allocation must conform to specific limitations (such
250  * as being suitable for DMA) the caller will pass in hints to the
251  * allocator in the gfp_mask, in the zone modifier bits.  These bits
252  * are used to select a priority ordered list of memory zones which
253  * match the requested limits. See gfp_zone() in include/linux/gfp.h
254  */
255
256 #if MAX_NR_ZONES < 2
257 #define ZONES_SHIFT 0
258 #elif MAX_NR_ZONES <= 2
259 #define ZONES_SHIFT 1
260 #elif MAX_NR_ZONES <= 4
261 #define ZONES_SHIFT 2
262 #else
263 #error ZONES_SHIFT -- too many zones configured adjust calculation
264 #endif
265
266 struct zone {
267         /* Fields commonly accessed by the page allocator */
268         unsigned long           pages_min, pages_low, pages_high;
269         /*
270          * We don't know if the memory that we're going to allocate will be freeable
271          * or/and it will be released eventually, so to avoid totally wasting several
272          * GB of ram we must reserve some of the lower zone memory (otherwise we risk
273          * to run OOM on the lower zones despite there's tons of freeable ram
274          * on the higher zones). This array is recalculated at runtime if the
275          * sysctl_lowmem_reserve_ratio sysctl changes.
276          */
277         unsigned long           lowmem_reserve[MAX_NR_ZONES];
278
279 #ifdef CONFIG_NUMA
280         int node;
281         /*
282          * zone reclaim becomes active if more unmapped pages exist.
283          */
284         unsigned long           min_unmapped_pages;
285         unsigned long           min_slab_pages;
286         struct per_cpu_pageset  *pageset[NR_CPUS];
287 #else
288         struct per_cpu_pageset  pageset[NR_CPUS];
289 #endif
290         /*
291          * free areas of different sizes
292          */
293         spinlock_t              lock;
294 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
295         /* see spanned/present_pages for more description */
296         seqlock_t               span_seqlock;
297 #endif
298         struct free_area        free_area[MAX_ORDER];
299
300 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
301         /*
302          * Flags for a pageblock_nr_pages block. See pageblock-flags.h.
303          * In SPARSEMEM, this map is stored in struct mem_section
304          */
305         unsigned long           *pageblock_flags;
306 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
307
308
309         ZONE_PADDING(_pad1_)
310
311         /* Fields commonly accessed by the page reclaim scanner */
312         spinlock_t              lru_lock;       
313         struct {
314                 struct list_head list;
315                 unsigned long nr_scan;
316         } lru[NR_LRU_LISTS];
317
318         /*
319          * The pageout code in vmscan.c keeps track of how many of the
320          * mem/swap backed and file backed pages are refeferenced.
321          * The higher the rotated/scanned ratio, the more valuable
322          * that cache is.
323          *
324          * The anon LRU stats live in [0], file LRU stats in [1]
325          */
326         unsigned long           recent_rotated[2];
327         unsigned long           recent_scanned[2];
328
329         unsigned long           pages_scanned;     /* since last reclaim */
330         unsigned long           flags;             /* zone flags, see below */
331
332         /* Zone statistics */
333         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
334
335         /*
336          * prev_priority holds the scanning priority for this zone.  It is
337          * defined as the scanning priority at which we achieved our reclaim
338          * target at the previous try_to_free_pages() or balance_pgdat()
339          * invokation.
340          *
341          * We use prev_priority as a measure of how much stress page reclaim is
342          * under - it drives the swappiness decision: whether to unmap mapped
343          * pages.
344          *
345          * Access to both this field is quite racy even on uniprocessor.  But
346          * it is expected to average out OK.
347          */
348         int prev_priority;
349
350         /*
351          * The target ratio of ACTIVE_ANON to INACTIVE_ANON pages on
352          * this zone's LRU.  Maintained by the pageout code.
353          */
354         unsigned int inactive_ratio;
355
356
357         ZONE_PADDING(_pad2_)
358         /* Rarely used or read-mostly fields */
359
360         /*
361          * wait_table           -- the array holding the hash table
362          * wait_table_hash_nr_entries   -- the size of the hash table array
363          * wait_table_bits      -- wait_table_size == (1 << wait_table_bits)
364          *
365          * The purpose of all these is to keep track of the people
366          * waiting for a page to become available and make them
367          * runnable again when possible. The trouble is that this
368          * consumes a lot of space, especially when so few things
369          * wait on pages at a given time. So instead of using
370          * per-page waitqueues, we use a waitqueue hash table.
371          *
372          * The bucket discipline is to sleep on the same queue when
373          * colliding and wake all in that wait queue when removing.
374          * When something wakes, it must check to be sure its page is
375          * truly available, a la thundering herd. The cost of a
376          * collision is great, but given the expected load of the
377          * table, they should be so rare as to be outweighed by the
378          * benefits from the saved space.
379          *
380          * __wait_on_page_locked() and unlock_page() in mm/filemap.c, are the
381          * primary users of these fields, and in mm/page_alloc.c
382          * free_area_init_core() performs the initialization of them.
383          */
384         wait_queue_head_t       * wait_table;
385         unsigned long           wait_table_hash_nr_entries;
386         unsigned long           wait_table_bits;
387
388         /*
389          * Discontig memory support fields.
390          */
391         struct pglist_data      *zone_pgdat;
392         /* zone_start_pfn == zone_start_paddr >> PAGE_SHIFT */
393         unsigned long           zone_start_pfn;
394
395         /*
396          * zone_start_pfn, spanned_pages and present_pages are all
397          * protected by span_seqlock.  It is a seqlock because it has
398          * to be read outside of zone->lock, and it is done in the main
399          * allocator path.  But, it is written quite infrequently.
400          *
401          * The lock is declared along with zone->lock because it is
402          * frequently read in proximity to zone->lock.  It's good to
403          * give them a chance of being in the same cacheline.
404          */
405         unsigned long           spanned_pages;  /* total size, including holes */
406         unsigned long           present_pages;  /* amount of memory (excluding holes) */
407
408         /*
409          * rarely used fields:
410          */
411         const char              *name;
412 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
413
414 typedef enum {
415         ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE,         /* all pages pinned */
416         ZONE_RECLAIM_LOCKED,            /* prevents concurrent reclaim */
417         ZONE_OOM_LOCKED,                /* zone is in OOM killer zonelist */
418 } zone_flags_t;
419
420 static inline void zone_set_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
421 {
422         set_bit(flag, &zone->flags);
423 }
424
425 static inline int zone_test_and_set_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
426 {
427         return test_and_set_bit(flag, &zone->flags);
428 }
429
430 static inline void zone_clear_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
431 {
432         clear_bit(flag, &zone->flags);
433 }
434
435 static inline int zone_is_all_unreclaimable(const struct zone *zone)
436 {
437         return test_bit(ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE, &zone->flags);
438 }
439
440 static inline int zone_is_reclaim_locked(const struct zone *zone)
441 {
442         return test_bit(ZONE_RECLAIM_LOCKED, &zone->flags);
443 }
444
445 static inline int zone_is_oom_locked(const struct zone *zone)
446 {
447         return test_bit(ZONE_OOM_LOCKED, &zone->flags);
448 }
449
450 /*
451  * The "priority" of VM scanning is how much of the queues we will scan in one
452  * go. A value of 12 for DEF_PRIORITY implies that we will scan 1/4096th of the
453  * queues ("queue_length >> 12") during an aging round.
454  */
455 #define DEF_PRIORITY 12
456
457 /* Maximum number of zones on a zonelist */
458 #define MAX_ZONES_PER_ZONELIST (MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES)
459
460 #ifdef CONFIG_NUMA
461
462 /*
463  * The NUMA zonelists are doubled becausse we need zonelists that restrict the
464  * allocations to a single node for GFP_THISNODE.
465  *
466  * [0]  : Zonelist with fallback
467  * [1]  : No fallback (GFP_THISNODE)
468  */
469 #define MAX_ZONELISTS 2
470
471
472 /*
473  * We cache key information from each zonelist for smaller cache
474  * footprint when scanning for free pages in get_page_from_freelist().
475  *
476  * 1) The BITMAP fullzones tracks which zones in a zonelist have come
477  *    up short of free memory since the last time (last_fullzone_zap)
478  *    we zero'd fullzones.
479  * 2) The array z_to_n[] maps each zone in the zonelist to its node
480  *    id, so that we can efficiently evaluate whether that node is
481  *    set in the current tasks mems_allowed.
482  *
483  * Both fullzones and z_to_n[] are one-to-one with the zonelist,
484  * indexed by a zones offset in the zonelist zones[] array.
485  *
486  * The get_page_from_freelist() routine does two scans.  During the
487  * first scan, we skip zones whose corresponding bit in 'fullzones'
488  * is set or whose corresponding node in current->mems_allowed (which
489  * comes from cpusets) is not set.  During the second scan, we bypass
490  * this zonelist_cache, to ensure we look methodically at each zone.
491  *
492  * Once per second, we zero out (zap) fullzones, forcing us to
493  * reconsider nodes that might have regained more free memory.
494  * The field last_full_zap is the time we last zapped fullzones.
495  *
496  * This mechanism reduces the amount of time we waste repeatedly
497  * reexaming zones for free memory when they just came up low on
498  * memory momentarilly ago.
499  *
500  * The zonelist_cache struct members logically belong in struct
501  * zonelist.  However, the mempolicy zonelists constructed for
502  * MPOL_BIND are intentionally variable length (and usually much
503  * shorter).  A general purpose mechanism for handling structs with
504  * multiple variable length members is more mechanism than we want
505  * here.  We resort to some special case hackery instead.
506  *
507  * The MPOL_BIND zonelists don't need this zonelist_cache (in good
508  * part because they are shorter), so we put the fixed length stuff
509  * at the front of the zonelist struct, ending in a variable length
510  * zones[], as is needed by MPOL_BIND.
511  *
512  * Then we put the optional zonelist cache on the end of the zonelist
513  * struct.  This optional stuff is found by a 'zlcache_ptr' pointer in
514  * the fixed length portion at the front of the struct.  This pointer
515  * both enables us to find the zonelist cache, and in the case of
516  * MPOL_BIND zonelists, (which will just set the zlcache_ptr to NULL)
517  * to know that the zonelist cache is not there.
518  *
519  * The end result is that struct zonelists come in two flavors:
520  *  1) The full, fixed length version, shown below, and
521  *  2) The custom zonelists for MPOL_BIND.
522  * The custom MPOL_BIND zonelists have a NULL zlcache_ptr and no zlcache.
523  *
524  * Even though there may be multiple CPU cores on a node modifying
525  * fullzones or last_full_zap in the same zonelist_cache at the same
526  * time, we don't lock it.  This is just hint data - if it is wrong now
527  * and then, the allocator will still function, perhaps a bit slower.
528  */
529
530
531 struct zonelist_cache {
532         unsigned short z_to_n[MAX_ZONES_PER_ZONELIST];          /* zone->nid */
533         DECLARE_BITMAP(fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);      /* zone full? */
534         unsigned long last_full_zap;            /* when last zap'd (jiffies) */
535 };
536 #else
537 #define MAX_ZONELISTS 1
538 struct zonelist_cache;
539 #endif
540
541 /*
542  * This struct contains information about a zone in a zonelist. It is stored
543  * here to avoid dereferences into large structures and lookups of tables
544  */
545 struct zoneref {
546         struct zone *zone;      /* Pointer to actual zone */
547         int zone_idx;           /* zone_idx(zoneref->zone) */
548 };
549
550 /*
551  * One allocation request operates on a zonelist. A zonelist
552  * is a list of zones, the first one is the 'goal' of the
553  * allocation, the other zones are fallback zones, in decreasing
554  * priority.
555  *
556  * If zlcache_ptr is not NULL, then it is just the address of zlcache,
557  * as explained above.  If zlcache_ptr is NULL, there is no zlcache.
558  * *
559  * To speed the reading of the zonelist, the zonerefs contain the zone index
560  * of the entry being read. Helper functions to access information given
561  * a struct zoneref are
562  *
563  * zonelist_zone()      - Return the struct zone * for an entry in _zonerefs
564  * zonelist_zone_idx()  - Return the index of the zone for an entry
565  * zonelist_node_idx()  - Return the index of the node for an entry
566  */
567 struct zonelist {
568         struct zonelist_cache *zlcache_ptr;                  // NULL or &zlcache
569         struct zoneref _zonerefs[MAX_ZONES_PER_ZONELIST + 1];
570 #ifdef CONFIG_NUMA
571         struct zonelist_cache zlcache;                       // optional ...
572 #endif
573 };
574
575 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
576 struct node_active_region {
577         unsigned long start_pfn;
578         unsigned long end_pfn;
579         int nid;
580 };
581 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
582
583 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
584 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
585 extern struct page *mem_map;
586 #endif
587
588 /*
589  * The pg_data_t structure is used in machines with CONFIG_DISCONTIGMEM
590  * (mostly NUMA machines?) to denote a higher-level memory zone than the
591  * zone denotes.
592  *
593  * On NUMA machines, each NUMA node would have a pg_data_t to describe
594  * it's memory layout.
595  *
596  * Memory statistics and page replacement data structures are maintained on a
597  * per-zone basis.
598  */
599 struct bootmem_data;
600 typedef struct pglist_data {
601         struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
602         struct zonelist node_zonelists[MAX_ZONELISTS];
603         int nr_zones;
604 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
605         struct page *node_mem_map;
606 #endif
607         struct bootmem_data *bdata;
608 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
609         /*
610          * Must be held any time you expect node_start_pfn, node_present_pages
611          * or node_spanned_pages stay constant.  Holding this will also
612          * guarantee that any pfn_valid() stays that way.
613          *
614          * Nests above zone->lock and zone->size_seqlock.
615          */
616         spinlock_t node_size_lock;
617 #endif
618         unsigned long node_start_pfn;
619         unsigned long node_present_pages; /* total number of physical pages */
620         unsigned long node_spanned_pages; /* total size of physical page
621                                              range, including holes */
622         int node_id;
623         wait_queue_head_t kswapd_wait;
624         struct task_struct *kswapd;
625         int kswapd_max_order;
626 } pg_data_t;
627
628 #define node_present_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_present_pages)
629 #define node_spanned_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages)
630 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
631 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    ((pgdat)->node_mem_map + (pagenr))
632 #else
633 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    pfn_to_page((pgdat)->node_start_pfn + (pagenr))
634 #endif
635 #define nid_page_nr(nid, pagenr)        pgdat_page_nr(NODE_DATA(nid),(pagenr))
636
637 #include <linux/memory_hotplug.h>
638
639 void get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
640                         unsigned long *free);
641 void build_all_zonelists(void);
642 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order);
643 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
644                 int classzone_idx, int alloc_flags);
645 enum memmap_context {
646         MEMMAP_EARLY,
647         MEMMAP_HOTPLUG,
648 };
649 extern int init_currently_empty_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
650                                      unsigned long size,
651                                      enum memmap_context context);
652
653 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORY_PRESENT
654 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
655 #else
656 static inline void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end) {}
657 #endif
658
659 #ifdef CONFIG_NEED_NODE_MEMMAP_SIZE
660 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
661 #endif
662
663 /*
664  * zone_idx() returns 0 for the ZONE_DMA zone, 1 for the ZONE_NORMAL zone, etc.
665  */
666 #define zone_idx(zone)          ((zone) - (zone)->zone_pgdat->node_zones)
667
668 static inline int populated_zone(struct zone *zone)
669 {
670         return (!!zone->present_pages);
671 }
672
673 extern int movable_zone;
674
675 static inline int zone_movable_is_highmem(void)
676 {
677 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
678         return movable_zone == ZONE_HIGHMEM;
679 #else
680         return 0;
681 #endif
682 }
683
684 static inline int is_highmem_idx(enum zone_type idx)
685 {
686 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
687         return (idx == ZONE_HIGHMEM ||
688                 (idx == ZONE_MOVABLE && zone_movable_is_highmem()));
689 #else
690         return 0;
691 #endif
692 }
693
694 static inline int is_normal_idx(enum zone_type idx)
695 {
696         return (idx == ZONE_NORMAL);
697 }
698
699 /**
700  * is_highmem - helper function to quickly check if a struct zone is a 
701  *              highmem zone or not.  This is an attempt to keep references
702  *              to ZONE_{DMA/NORMAL/HIGHMEM/etc} in general code to a minimum.
703  * @zone - pointer to struct zone variable
704  */
705 static inline int is_highmem(struct zone *zone)
706 {
707 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
708         int zone_off = (char *)zone - (char *)zone->zone_pgdat->node_zones;
709         return zone_off == ZONE_HIGHMEM * sizeof(*zone) ||
710                (zone_off == ZONE_MOVABLE * sizeof(*zone) &&
711                 zone_movable_is_highmem());
712 #else
713         return 0;
714 #endif
715 }
716
717 static inline int is_normal(struct zone *zone)
718 {
719         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
720 }
721
722 static inline int is_dma32(struct zone *zone)
723 {
724 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
725         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA32;
726 #else
727         return 0;
728 #endif
729 }
730
731 static inline int is_dma(struct zone *zone)
732 {
733 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
734         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA;
735 #else
736         return 0;
737 #endif
738 }
739
740 /* These two functions are used to setup the per zone pages min values */
741 struct ctl_table;
742 struct file;
743 int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *, 
744                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
745 extern int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1];
746 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
747                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
748 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
749                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
750 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
751                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
752 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
753                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
754
755 extern int numa_zonelist_order_handler(struct ctl_table *, int,
756                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
757 extern char numa_zonelist_order[];
758 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16      /* string buffer size */
759
760 #include <linux/topology.h>
761 /* Returns the number of the current Node. */
762 #ifndef numa_node_id
763 #define numa_node_id()          (cpu_to_node(raw_smp_processor_id()))
764 #endif
765
766 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
767
768 extern struct pglist_data contig_page_data;
769 #define NODE_DATA(nid)          (&contig_page_data)
770 #define NODE_MEM_MAP(nid)       mem_map
771
772 #else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
773
774 #include <asm/mmzone.h>
775
776 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
777
778 extern struct pglist_data *first_online_pgdat(void);
779 extern struct pglist_data *next_online_pgdat(struct pglist_data *pgdat);
780 extern struct zone *next_zone(struct zone *zone);
781
782 /**
783  * for_each_online_pgdat - helper macro to iterate over all online nodes
784  * @pgdat - pointer to a pg_data_t variable
785  */
786 #define for_each_online_pgdat(pgdat)                    \
787         for (pgdat = first_online_pgdat();              \
788              pgdat;                                     \
789              pgdat = next_online_pgdat(pgdat))
790 /**
791  * for_each_zone - helper macro to iterate over all memory zones
792  * @zone - pointer to struct zone variable
793  *
794  * The user only needs to declare the zone variable, for_each_zone
795  * fills it in.
796  */
797 #define for_each_zone(zone)                             \
798         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
799              zone;                                      \
800              zone = next_zone(zone))
801
802 static inline struct zone *zonelist_zone(struct zoneref *zoneref)
803 {
804         return zoneref->zone;
805 }
806
807 static inline int zonelist_zone_idx(struct zoneref *zoneref)
808 {
809         return zoneref->zone_idx;
810 }
811
812 static inline int zonelist_node_idx(struct zoneref *zoneref)
813 {
814 #ifdef CONFIG_NUMA
815         /* zone_to_nid not available in this context */
816         return zoneref->zone->node;
817 #else
818         return 0;
819 #endif /* CONFIG_NUMA */
820 }
821
822 /**
823  * 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
824  * @z - The cursor used as a starting point for the search
825  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
826  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
827  * @zone - The first suitable zone found is returned via this parameter
828  *
829  * This function returns the next zone at or below a given zone index that is
830  * within the allowed nodemask using a cursor as the starting point for the
831  * search. The zoneref returned is a cursor that represents the current zone
832  * being examined. It should be advanced by one before calling
833  * next_zones_zonelist again.
834  */
835 struct zoneref *next_zones_zonelist(struct zoneref *z,
836                                         enum zone_type highest_zoneidx,
837                                         nodemask_t *nodes,
838                                         struct zone **zone);
839
840 /**
841  * first_zones_zonelist - Returns the first zone at or below highest_zoneidx within the allowed nodemask in a zonelist
842  * @zonelist - The zonelist to search for a suitable zone
843  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
844  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
845  * @zone - The first suitable zone found is returned via this parameter
846  *
847  * This function returns the first zone at or below a given zone index that is
848  * within the allowed nodemask. The zoneref returned is a cursor that can be
849  * used to iterate the zonelist with next_zones_zonelist by advancing it by
850  * one before calling.
851  */
852 static inline struct zoneref *first_zones_zonelist(struct zonelist *zonelist,
853                                         enum zone_type highest_zoneidx,
854                                         nodemask_t *nodes,
855                                         struct zone **zone)
856 {
857         return next_zones_zonelist(zonelist->_zonerefs, highest_zoneidx, nodes,
858                                                                 zone);
859 }
860
861 /**
862  * 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
863  * @zone - The current zone in the iterator
864  * @z - The current pointer within zonelist->zones being iterated
865  * @zlist - The zonelist being iterated
866  * @highidx - The zone index of the highest zone to return
867  * @nodemask - Nodemask allowed by the allocator
868  *
869  * This iterator iterates though all zones at or below a given zone index and
870  * within a given nodemask
871  */
872 #define for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, nodemask) \
873         for (z = first_zones_zonelist(zlist, highidx, nodemask, &zone); \
874                 zone;                                                   \
875                 z = next_zones_zonelist(++z, highidx, nodemask, &zone)) \
876
877 /**
878  * for_each_zone_zonelist - helper macro to iterate over valid zones in a zonelist at or below a given zone index
879  * @zone - The current zone in the iterator
880  * @z - The current pointer within zonelist->zones being iterated
881  * @zlist - The zonelist being iterated
882  * @highidx - The zone index of the highest zone to return
883  *
884  * This iterator iterates though all zones at or below a given zone index.
885  */
886 #define for_each_zone_zonelist(zone, z, zlist, highidx) \
887         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, NULL)
888
889 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
890 #include <asm/sparsemem.h>
891 #endif
892
893 #if !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID) && \
894         !defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
895 static inline unsigned long early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
896 {
897         return 0;
898 }
899 #endif
900
901 #ifdef CONFIG_FLATMEM
902 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
903 #endif
904
905 #define pfn_to_section_nr(pfn) ((pfn) >> PFN_SECTION_SHIFT)
906 #define section_nr_to_pfn(sec) ((sec) << PFN_SECTION_SHIFT)
907
908 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
909
910 /*
911  * SECTION_SHIFT                #bits space required to store a section #
912  *
913  * PA_SECTION_SHIFT             physical address to/from section number
914  * PFN_SECTION_SHIFT            pfn to/from section number
915  */
916 #define SECTIONS_SHIFT          (MAX_PHYSMEM_BITS - SECTION_SIZE_BITS)
917
918 #define PA_SECTION_SHIFT        (SECTION_SIZE_BITS)
919 #define PFN_SECTION_SHIFT       (SECTION_SIZE_BITS - PAGE_SHIFT)
920
921 #define NR_MEM_SECTIONS         (1UL << SECTIONS_SHIFT)
922
923 #define PAGES_PER_SECTION       (1UL << PFN_SECTION_SHIFT)
924 #define PAGE_SECTION_MASK       (~(PAGES_PER_SECTION-1))
925
926 #define SECTION_BLOCKFLAGS_BITS \
927         ((1UL << (PFN_SECTION_SHIFT - pageblock_order)) * NR_PAGEBLOCK_BITS)
928
929 #if (MAX_ORDER - 1 + PAGE_SHIFT) > SECTION_SIZE_BITS
930 #error Allocator MAX_ORDER exceeds SECTION_SIZE
931 #endif
932
933 struct page;
934 struct mem_section {
935         /*
936          * This is, logically, a pointer to an array of struct
937          * pages.  However, it is stored with some other magic.
938          * (see sparse.c::sparse_init_one_section())
939          *
940          * Additionally during early boot we encode node id of
941          * the location of the section here to guide allocation.
942          * (see sparse.c::memory_present())
943          *
944          * Making it a UL at least makes someone do a cast
945          * before using it wrong.
946          */
947         unsigned long section_mem_map;
948
949         /* See declaration of similar field in struct zone */
950         unsigned long *pageblock_flags;
951 };
952
953 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
954 #define SECTIONS_PER_ROOT       (PAGE_SIZE / sizeof (struct mem_section))
955 #else
956 #define SECTIONS_PER_ROOT       1
957 #endif
958
959 #define SECTION_NR_TO_ROOT(sec) ((sec) / SECTIONS_PER_ROOT)
960 #define NR_SECTION_ROOTS        (NR_MEM_SECTIONS / SECTIONS_PER_ROOT)
961 #define SECTION_ROOT_MASK       (SECTIONS_PER_ROOT - 1)
962
963 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
964 extern struct mem_section *mem_section[NR_SECTION_ROOTS];
965 #else
966 extern struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT];
967 #endif
968
969 static inline struct mem_section *__nr_to_section(unsigned long nr)
970 {
971         if (!mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)])
972                 return NULL;
973         return &mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)][nr & SECTION_ROOT_MASK];
974 }
975 extern int __section_nr(struct mem_section* ms);
976 extern unsigned long usemap_size(void);
977
978 /*
979  * We use the lower bits of the mem_map pointer to store
980  * a little bit of information.  There should be at least
981  * 3 bits here due to 32-bit alignment.
982  */
983 #define SECTION_MARKED_PRESENT  (1UL<<0)
984 #define SECTION_HAS_MEM_MAP     (1UL<<1)
985 #define SECTION_MAP_LAST_BIT    (1UL<<2)
986 #define SECTION_MAP_MASK        (~(SECTION_MAP_LAST_BIT-1))
987 #define SECTION_NID_SHIFT       2
988
989 static inline struct page *__section_mem_map_addr(struct mem_section *section)
990 {
991         unsigned long map = section->section_mem_map;
992         map &= SECTION_MAP_MASK;
993         return (struct page *)map;
994 }
995
996 static inline int present_section(struct mem_section *section)
997 {
998         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_MARKED_PRESENT));
999 }
1000
1001 static inline int present_section_nr(unsigned long nr)
1002 {
1003         return present_section(__nr_to_section(nr));
1004 }
1005
1006 static inline int valid_section(struct mem_section *section)
1007 {
1008         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_HAS_MEM_MAP));
1009 }
1010
1011 static inline int valid_section_nr(unsigned long nr)
1012 {
1013         return valid_section(__nr_to_section(nr));
1014 }
1015
1016 static inline struct mem_section *__pfn_to_section(unsigned long pfn)
1017 {
1018         return __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
1019 }
1020
1021 static inline int pfn_valid(unsigned long pfn)
1022 {
1023         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1024                 return 0;
1025         return valid_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1026 }
1027
1028 static inline int pfn_present(unsigned long pfn)
1029 {
1030         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1031                 return 0;
1032         return present_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1033 }
1034
1035 /*
1036  * These are _only_ used during initialisation, therefore they
1037  * can use __initdata ...  They could have names to indicate
1038  * this restriction.
1039  */
1040 #ifdef CONFIG_NUMA
1041 #define pfn_to_nid(pfn)                                                 \
1042 ({                                                                      \
1043         unsigned long __pfn_to_nid_pfn = (pfn);                         \
1044         page_to_nid(pfn_to_page(__pfn_to_nid_pfn));                     \
1045 })
1046 #else
1047 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
1048 #endif
1049
1050 #define early_pfn_valid(pfn)    pfn_valid(pfn)
1051 void sparse_init(void);
1052 #else
1053 #define sparse_init()   do {} while (0)
1054 #define sparse_index_init(_sec, _nid)  do {} while (0)
1055 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
1056
1057 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
1058 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (early_pfn_to_nid(pfn) == (nid))
1059 #else
1060 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (1)
1061 #endif
1062
1063 #ifndef early_pfn_valid
1064 #define early_pfn_valid(pfn)    (1)
1065 #endif
1066
1067 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
1068 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
1069
1070 /*
1071  * If it is possible to have holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES, then we
1072  * need to check pfn validility within that MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1073  * pfn_valid_within() should be used in this case; we optimise this away
1074  * when we have no holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1075  */
1076 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
1077 #define pfn_valid_within(pfn) pfn_valid(pfn)
1078 #else
1079 #define pfn_valid_within(pfn) (1)
1080 #endif
1081
1082 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
1083 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1084 #endif /* _LINUX_MMZONE_H */