mm: page allocator: adjust the per-cpu counter threshold when memory is low
[profile/ivi/kernel-adaptation-intel-automotive.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         NR_DIRTIED,             /* page dirtyings since bootup */
108         NR_WRITTEN,             /* page writings since bootup */
109 #ifdef CONFIG_NUMA
110         NUMA_HIT,               /* allocated in intended node */
111         NUMA_MISS,              /* allocated in non intended node */
112         NUMA_FOREIGN,           /* was intended here, hit elsewhere */
113         NUMA_INTERLEAVE_HIT,    /* interleaver preferred this zone */
114         NUMA_LOCAL,             /* allocation from local node */
115         NUMA_OTHER,             /* allocation from other node */
116 #endif
117         NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS };
118
119 /*
120  * We do arithmetic on the LRU lists in various places in the code,
121  * so it is important to keep the active lists LRU_ACTIVE higher in
122  * the array than the corresponding inactive lists, and to keep
123  * the *_FILE lists LRU_FILE higher than the corresponding _ANON lists.
124  *
125  * This has to be kept in sync with the statistics in zone_stat_item
126  * above and the descriptions in vmstat_text in mm/vmstat.c
127  */
128 #define LRU_BASE 0
129 #define LRU_ACTIVE 1
130 #define LRU_FILE 2
131
132 enum lru_list {
133         LRU_INACTIVE_ANON = LRU_BASE,
134         LRU_ACTIVE_ANON = LRU_BASE + LRU_ACTIVE,
135         LRU_INACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE,
136         LRU_ACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE + LRU_ACTIVE,
137         LRU_UNEVICTABLE,
138         NR_LRU_LISTS
139 };
140
141 #define for_each_lru(l) for (l = 0; l < NR_LRU_LISTS; l++)
142
143 #define for_each_evictable_lru(l) for (l = 0; l <= LRU_ACTIVE_FILE; l++)
144
145 static inline int is_file_lru(enum lru_list l)
146 {
147         return (l == LRU_INACTIVE_FILE || l == LRU_ACTIVE_FILE);
148 }
149
150 static inline int is_active_lru(enum lru_list l)
151 {
152         return (l == LRU_ACTIVE_ANON || l == LRU_ACTIVE_FILE);
153 }
154
155 static inline int is_unevictable_lru(enum lru_list l)
156 {
157         return (l == LRU_UNEVICTABLE);
158 }
159
160 enum zone_watermarks {
161         WMARK_MIN,
162         WMARK_LOW,
163         WMARK_HIGH,
164         NR_WMARK
165 };
166
167 #define min_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_MIN])
168 #define low_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_LOW])
169 #define high_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_HIGH])
170
171 struct per_cpu_pages {
172         int count;              /* number of pages in the list */
173         int high;               /* high watermark, emptying needed */
174         int batch;              /* chunk size for buddy add/remove */
175
176         /* Lists of pages, one per migrate type stored on the pcp-lists */
177         struct list_head lists[MIGRATE_PCPTYPES];
178 };
179
180 struct per_cpu_pageset {
181         struct per_cpu_pages pcp;
182 #ifdef CONFIG_NUMA
183         s8 expire;
184 #endif
185 #ifdef CONFIG_SMP
186         s8 stat_threshold;
187         s8 vm_stat_diff[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
188 #endif
189 };
190
191 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
192
193 enum zone_type {
194 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
195         /*
196          * ZONE_DMA is used when there are devices that are not able
197          * to do DMA to all of addressable memory (ZONE_NORMAL). Then we
198          * carve out the portion of memory that is needed for these devices.
199          * The range is arch specific.
200          *
201          * Some examples
202          *
203          * Architecture         Limit
204          * ---------------------------
205          * parisc, ia64, sparc  <4G
206          * s390                 <2G
207          * arm                  Various
208          * alpha                Unlimited or 0-16MB.
209          *
210          * i386, x86_64 and multiple other arches
211          *                      <16M.
212          */
213         ZONE_DMA,
214 #endif
215 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
216         /*
217          * x86_64 needs two ZONE_DMAs because it supports devices that are
218          * only able to do DMA to the lower 16M but also 32 bit devices that
219          * can only do DMA areas below 4G.
220          */
221         ZONE_DMA32,
222 #endif
223         /*
224          * Normal addressable memory is in ZONE_NORMAL. DMA operations can be
225          * performed on pages in ZONE_NORMAL if the DMA devices support
226          * transfers to all addressable memory.
227          */
228         ZONE_NORMAL,
229 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
230         /*
231          * A memory area that is only addressable by the kernel through
232          * mapping portions into its own address space. This is for example
233          * used by i386 to allow the kernel to address the memory beyond
234          * 900MB. The kernel will set up special mappings (page
235          * table entries on i386) for each page that the kernel needs to
236          * access.
237          */
238         ZONE_HIGHMEM,
239 #endif
240         ZONE_MOVABLE,
241         __MAX_NR_ZONES
242 };
243
244 #ifndef __GENERATING_BOUNDS_H
245
246 /*
247  * When a memory allocation must conform to specific limitations (such
248  * as being suitable for DMA) the caller will pass in hints to the
249  * allocator in the gfp_mask, in the zone modifier bits.  These bits
250  * are used to select a priority ordered list of memory zones which
251  * match the requested limits. See gfp_zone() in include/linux/gfp.h
252  */
253
254 #if MAX_NR_ZONES < 2
255 #define ZONES_SHIFT 0
256 #elif MAX_NR_ZONES <= 2
257 #define ZONES_SHIFT 1
258 #elif MAX_NR_ZONES <= 4
259 #define ZONES_SHIFT 2
260 #else
261 #error ZONES_SHIFT -- too many zones configured adjust calculation
262 #endif
263
264 struct zone_reclaim_stat {
265         /*
266          * The pageout code in vmscan.c keeps track of how many of the
267          * mem/swap backed and file backed pages are refeferenced.
268          * The higher the rotated/scanned ratio, the more valuable
269          * that cache is.
270          *
271          * The anon LRU stats live in [0], file LRU stats in [1]
272          */
273         unsigned long           recent_rotated[2];
274         unsigned long           recent_scanned[2];
275
276         /*
277          * accumulated for batching
278          */
279         unsigned long           nr_saved_scan[NR_LRU_LISTS];
280 };
281
282 struct zone {
283         /* Fields commonly accessed by the page allocator */
284
285         /* zone watermarks, access with *_wmark_pages(zone) macros */
286         unsigned long watermark[NR_WMARK];
287
288         /*
289          * When free pages are below this point, additional steps are taken
290          * when reading the number of free pages to avoid per-cpu counter
291          * drift allowing watermarks to be breached
292          */
293         unsigned long percpu_drift_mark;
294
295         /*
296          * We don't know if the memory that we're going to allocate will be freeable
297          * or/and it will be released eventually, so to avoid totally wasting several
298          * GB of ram we must reserve some of the lower zone memory (otherwise we risk
299          * to run OOM on the lower zones despite there's tons of freeable ram
300          * on the higher zones). This array is recalculated at runtime if the
301          * sysctl_lowmem_reserve_ratio sysctl changes.
302          */
303         unsigned long           lowmem_reserve[MAX_NR_ZONES];
304
305 #ifdef CONFIG_NUMA
306         int node;
307         /*
308          * zone reclaim becomes active if more unmapped pages exist.
309          */
310         unsigned long           min_unmapped_pages;
311         unsigned long           min_slab_pages;
312 #endif
313         struct per_cpu_pageset __percpu *pageset;
314         /*
315          * free areas of different sizes
316          */
317         spinlock_t              lock;
318         int                     all_unreclaimable; /* All pages pinned */
319 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
320         /* see spanned/present_pages for more description */
321         seqlock_t               span_seqlock;
322 #endif
323         struct free_area        free_area[MAX_ORDER];
324
325 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
326         /*
327          * Flags for a pageblock_nr_pages block. See pageblock-flags.h.
328          * In SPARSEMEM, this map is stored in struct mem_section
329          */
330         unsigned long           *pageblock_flags;
331 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
332
333 #ifdef CONFIG_COMPACTION
334         /*
335          * On compaction failure, 1<<compact_defer_shift compactions
336          * are skipped before trying again. The number attempted since
337          * last failure is tracked with compact_considered.
338          */
339         unsigned int            compact_considered;
340         unsigned int            compact_defer_shift;
341 #endif
342
343         ZONE_PADDING(_pad1_)
344
345         /* Fields commonly accessed by the page reclaim scanner */
346         spinlock_t              lru_lock;       
347         struct zone_lru {
348                 struct list_head list;
349         } lru[NR_LRU_LISTS];
350
351         struct zone_reclaim_stat reclaim_stat;
352
353         unsigned long           pages_scanned;     /* since last reclaim */
354         unsigned long           flags;             /* zone flags, see below */
355
356         /* Zone statistics */
357         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
358
359         /*
360          * The target ratio of ACTIVE_ANON to INACTIVE_ANON pages on
361          * this zone's LRU.  Maintained by the pageout code.
362          */
363         unsigned int inactive_ratio;
364
365
366         ZONE_PADDING(_pad2_)
367         /* Rarely used or read-mostly fields */
368
369         /*
370          * wait_table           -- the array holding the hash table
371          * wait_table_hash_nr_entries   -- the size of the hash table array
372          * wait_table_bits      -- wait_table_size == (1 << wait_table_bits)
373          *
374          * The purpose of all these is to keep track of the people
375          * waiting for a page to become available and make them
376          * runnable again when possible. The trouble is that this
377          * consumes a lot of space, especially when so few things
378          * wait on pages at a given time. So instead of using
379          * per-page waitqueues, we use a waitqueue hash table.
380          *
381          * The bucket discipline is to sleep on the same queue when
382          * colliding and wake all in that wait queue when removing.
383          * When something wakes, it must check to be sure its page is
384          * truly available, a la thundering herd. The cost of a
385          * collision is great, but given the expected load of the
386          * table, they should be so rare as to be outweighed by the
387          * benefits from the saved space.
388          *
389          * __wait_on_page_locked() and unlock_page() in mm/filemap.c, are the
390          * primary users of these fields, and in mm/page_alloc.c
391          * free_area_init_core() performs the initialization of them.
392          */
393         wait_queue_head_t       * wait_table;
394         unsigned long           wait_table_hash_nr_entries;
395         unsigned long           wait_table_bits;
396
397         /*
398          * Discontig memory support fields.
399          */
400         struct pglist_data      *zone_pgdat;
401         /* zone_start_pfn == zone_start_paddr >> PAGE_SHIFT */
402         unsigned long           zone_start_pfn;
403
404         /*
405          * zone_start_pfn, spanned_pages and present_pages are all
406          * protected by span_seqlock.  It is a seqlock because it has
407          * to be read outside of zone->lock, and it is done in the main
408          * allocator path.  But, it is written quite infrequently.
409          *
410          * The lock is declared along with zone->lock because it is
411          * frequently read in proximity to zone->lock.  It's good to
412          * give them a chance of being in the same cacheline.
413          */
414         unsigned long           spanned_pages;  /* total size, including holes */
415         unsigned long           present_pages;  /* amount of memory (excluding holes) */
416
417         /*
418          * rarely used fields:
419          */
420         const char              *name;
421 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
422
423 typedef enum {
424         ZONE_RECLAIM_LOCKED,            /* prevents concurrent reclaim */
425         ZONE_OOM_LOCKED,                /* zone is in OOM killer zonelist */
426         ZONE_CONGESTED,                 /* zone has many dirty pages backed by
427                                          * a congested BDI
428                                          */
429 } zone_flags_t;
430
431 static inline void zone_set_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
432 {
433         set_bit(flag, &zone->flags);
434 }
435
436 static inline int zone_test_and_set_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
437 {
438         return test_and_set_bit(flag, &zone->flags);
439 }
440
441 static inline void zone_clear_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
442 {
443         clear_bit(flag, &zone->flags);
444 }
445
446 static inline int zone_is_reclaim_congested(const struct zone *zone)
447 {
448         return test_bit(ZONE_CONGESTED, &zone->flags);
449 }
450
451 static inline int zone_is_reclaim_locked(const struct zone *zone)
452 {
453         return test_bit(ZONE_RECLAIM_LOCKED, &zone->flags);
454 }
455
456 static inline int zone_is_oom_locked(const struct zone *zone)
457 {
458         return test_bit(ZONE_OOM_LOCKED, &zone->flags);
459 }
460
461 /*
462  * The "priority" of VM scanning is how much of the queues we will scan in one
463  * go. A value of 12 for DEF_PRIORITY implies that we will scan 1/4096th of the
464  * queues ("queue_length >> 12") during an aging round.
465  */
466 #define DEF_PRIORITY 12
467
468 /* Maximum number of zones on a zonelist */
469 #define MAX_ZONES_PER_ZONELIST (MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES)
470
471 #ifdef CONFIG_NUMA
472
473 /*
474  * The NUMA zonelists are doubled becausse we need zonelists that restrict the
475  * allocations to a single node for GFP_THISNODE.
476  *
477  * [0]  : Zonelist with fallback
478  * [1]  : No fallback (GFP_THISNODE)
479  */
480 #define MAX_ZONELISTS 2
481
482
483 /*
484  * We cache key information from each zonelist for smaller cache
485  * footprint when scanning for free pages in get_page_from_freelist().
486  *
487  * 1) The BITMAP fullzones tracks which zones in a zonelist have come
488  *    up short of free memory since the last time (last_fullzone_zap)
489  *    we zero'd fullzones.
490  * 2) The array z_to_n[] maps each zone in the zonelist to its node
491  *    id, so that we can efficiently evaluate whether that node is
492  *    set in the current tasks mems_allowed.
493  *
494  * Both fullzones and z_to_n[] are one-to-one with the zonelist,
495  * indexed by a zones offset in the zonelist zones[] array.
496  *
497  * The get_page_from_freelist() routine does two scans.  During the
498  * first scan, we skip zones whose corresponding bit in 'fullzones'
499  * is set or whose corresponding node in current->mems_allowed (which
500  * comes from cpusets) is not set.  During the second scan, we bypass
501  * this zonelist_cache, to ensure we look methodically at each zone.
502  *
503  * Once per second, we zero out (zap) fullzones, forcing us to
504  * reconsider nodes that might have regained more free memory.
505  * The field last_full_zap is the time we last zapped fullzones.
506  *
507  * This mechanism reduces the amount of time we waste repeatedly
508  * reexaming zones for free memory when they just came up low on
509  * memory momentarilly ago.
510  *
511  * The zonelist_cache struct members logically belong in struct
512  * zonelist.  However, the mempolicy zonelists constructed for
513  * MPOL_BIND are intentionally variable length (and usually much
514  * shorter).  A general purpose mechanism for handling structs with
515  * multiple variable length members is more mechanism than we want
516  * here.  We resort to some special case hackery instead.
517  *
518  * The MPOL_BIND zonelists don't need this zonelist_cache (in good
519  * part because they are shorter), so we put the fixed length stuff
520  * at the front of the zonelist struct, ending in a variable length
521  * zones[], as is needed by MPOL_BIND.
522  *
523  * Then we put the optional zonelist cache on the end of the zonelist
524  * struct.  This optional stuff is found by a 'zlcache_ptr' pointer in
525  * the fixed length portion at the front of the struct.  This pointer
526  * both enables us to find the zonelist cache, and in the case of
527  * MPOL_BIND zonelists, (which will just set the zlcache_ptr to NULL)
528  * to know that the zonelist cache is not there.
529  *
530  * The end result is that struct zonelists come in two flavors:
531  *  1) The full, fixed length version, shown below, and
532  *  2) The custom zonelists for MPOL_BIND.
533  * The custom MPOL_BIND zonelists have a NULL zlcache_ptr and no zlcache.
534  *
535  * Even though there may be multiple CPU cores on a node modifying
536  * fullzones or last_full_zap in the same zonelist_cache at the same
537  * time, we don't lock it.  This is just hint data - if it is wrong now
538  * and then, the allocator will still function, perhaps a bit slower.
539  */
540
541
542 struct zonelist_cache {
543         unsigned short z_to_n[MAX_ZONES_PER_ZONELIST];          /* zone->nid */
544         DECLARE_BITMAP(fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);      /* zone full? */
545         unsigned long last_full_zap;            /* when last zap'd (jiffies) */
546 };
547 #else
548 #define MAX_ZONELISTS 1
549 struct zonelist_cache;
550 #endif
551
552 /*
553  * This struct contains information about a zone in a zonelist. It is stored
554  * here to avoid dereferences into large structures and lookups of tables
555  */
556 struct zoneref {
557         struct zone *zone;      /* Pointer to actual zone */
558         int zone_idx;           /* zone_idx(zoneref->zone) */
559 };
560
561 /*
562  * One allocation request operates on a zonelist. A zonelist
563  * is a list of zones, the first one is the 'goal' of the
564  * allocation, the other zones are fallback zones, in decreasing
565  * priority.
566  *
567  * If zlcache_ptr is not NULL, then it is just the address of zlcache,
568  * as explained above.  If zlcache_ptr is NULL, there is no zlcache.
569  * *
570  * To speed the reading of the zonelist, the zonerefs contain the zone index
571  * of the entry being read. Helper functions to access information given
572  * a struct zoneref are
573  *
574  * zonelist_zone()      - Return the struct zone * for an entry in _zonerefs
575  * zonelist_zone_idx()  - Return the index of the zone for an entry
576  * zonelist_node_idx()  - Return the index of the node for an entry
577  */
578 struct zonelist {
579         struct zonelist_cache *zlcache_ptr;                  // NULL or &zlcache
580         struct zoneref _zonerefs[MAX_ZONES_PER_ZONELIST + 1];
581 #ifdef CONFIG_NUMA
582         struct zonelist_cache zlcache;                       // optional ...
583 #endif
584 };
585
586 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
587 struct node_active_region {
588         unsigned long start_pfn;
589         unsigned long end_pfn;
590         int nid;
591 };
592 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
593
594 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
595 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
596 extern struct page *mem_map;
597 #endif
598
599 /*
600  * The pg_data_t structure is used in machines with CONFIG_DISCONTIGMEM
601  * (mostly NUMA machines?) to denote a higher-level memory zone than the
602  * zone denotes.
603  *
604  * On NUMA machines, each NUMA node would have a pg_data_t to describe
605  * it's memory layout.
606  *
607  * Memory statistics and page replacement data structures are maintained on a
608  * per-zone basis.
609  */
610 struct bootmem_data;
611 typedef struct pglist_data {
612         struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
613         struct zonelist node_zonelists[MAX_ZONELISTS];
614         int nr_zones;
615 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP /* means !SPARSEMEM */
616         struct page *node_mem_map;
617 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR
618         struct page_cgroup *node_page_cgroup;
619 #endif
620 #endif
621 #ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM
622         struct bootmem_data *bdata;
623 #endif
624 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
625         /*
626          * Must be held any time you expect node_start_pfn, node_present_pages
627          * or node_spanned_pages stay constant.  Holding this will also
628          * guarantee that any pfn_valid() stays that way.
629          *
630          * Nests above zone->lock and zone->size_seqlock.
631          */
632         spinlock_t node_size_lock;
633 #endif
634         unsigned long node_start_pfn;
635         unsigned long node_present_pages; /* total number of physical pages */
636         unsigned long node_spanned_pages; /* total size of physical page
637                                              range, including holes */
638         int node_id;
639         wait_queue_head_t kswapd_wait;
640         struct task_struct *kswapd;
641         int kswapd_max_order;
642 } pg_data_t;
643
644 #define node_present_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_present_pages)
645 #define node_spanned_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages)
646 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
647 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    ((pgdat)->node_mem_map + (pagenr))
648 #else
649 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    pfn_to_page((pgdat)->node_start_pfn + (pagenr))
650 #endif
651 #define nid_page_nr(nid, pagenr)        pgdat_page_nr(NODE_DATA(nid),(pagenr))
652
653 #include <linux/memory_hotplug.h>
654
655 extern struct mutex zonelists_mutex;
656 void build_all_zonelists(void *data);
657 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order);
658 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
659                 int classzone_idx, int alloc_flags);
660 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
661                 int classzone_idx, int alloc_flags);
662 enum memmap_context {
663         MEMMAP_EARLY,
664         MEMMAP_HOTPLUG,
665 };
666 extern int init_currently_empty_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
667                                      unsigned long size,
668                                      enum memmap_context context);
669
670 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORY_PRESENT
671 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
672 #else
673 static inline void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end) {}
674 #endif
675
676 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
677 int local_memory_node(int node_id);
678 #else
679 static inline int local_memory_node(int node_id) { return node_id; };
680 #endif
681
682 #ifdef CONFIG_NEED_NODE_MEMMAP_SIZE
683 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
684 #endif
685
686 /*
687  * zone_idx() returns 0 for the ZONE_DMA zone, 1 for the ZONE_NORMAL zone, etc.
688  */
689 #define zone_idx(zone)          ((zone) - (zone)->zone_pgdat->node_zones)
690
691 static inline int populated_zone(struct zone *zone)
692 {
693         return (!!zone->present_pages);
694 }
695
696 extern int movable_zone;
697
698 static inline int zone_movable_is_highmem(void)
699 {
700 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
701         return movable_zone == ZONE_HIGHMEM;
702 #else
703         return 0;
704 #endif
705 }
706
707 static inline int is_highmem_idx(enum zone_type idx)
708 {
709 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
710         return (idx == ZONE_HIGHMEM ||
711                 (idx == ZONE_MOVABLE && zone_movable_is_highmem()));
712 #else
713         return 0;
714 #endif
715 }
716
717 static inline int is_normal_idx(enum zone_type idx)
718 {
719         return (idx == ZONE_NORMAL);
720 }
721
722 /**
723  * is_highmem - helper function to quickly check if a struct zone is a 
724  *              highmem zone or not.  This is an attempt to keep references
725  *              to ZONE_{DMA/NORMAL/HIGHMEM/etc} in general code to a minimum.
726  * @zone - pointer to struct zone variable
727  */
728 static inline int is_highmem(struct zone *zone)
729 {
730 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
731         int zone_off = (char *)zone - (char *)zone->zone_pgdat->node_zones;
732         return zone_off == ZONE_HIGHMEM * sizeof(*zone) ||
733                (zone_off == ZONE_MOVABLE * sizeof(*zone) &&
734                 zone_movable_is_highmem());
735 #else
736         return 0;
737 #endif
738 }
739
740 static inline int is_normal(struct zone *zone)
741 {
742         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
743 }
744
745 static inline int is_dma32(struct zone *zone)
746 {
747 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
748         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA32;
749 #else
750         return 0;
751 #endif
752 }
753
754 static inline int is_dma(struct zone *zone)
755 {
756 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
757         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA;
758 #else
759         return 0;
760 #endif
761 }
762
763 /* These two functions are used to setup the per zone pages min values */
764 struct ctl_table;
765 int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
766                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
767 extern int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1];
768 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
769                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
770 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
771                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
772 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
773                         void __user *, size_t *, loff_t *);
774 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
775                         void __user *, size_t *, loff_t *);
776
777 extern int numa_zonelist_order_handler(struct ctl_table *, int,
778                         void __user *, size_t *, loff_t *);
779 extern char numa_zonelist_order[];
780 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16      /* string buffer size */
781
782 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
783
784 extern struct pglist_data contig_page_data;
785 #define NODE_DATA(nid)          (&contig_page_data)
786 #define NODE_MEM_MAP(nid)       mem_map
787
788 #else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
789
790 #include <asm/mmzone.h>
791
792 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
793
794 extern struct pglist_data *first_online_pgdat(void);
795 extern struct pglist_data *next_online_pgdat(struct pglist_data *pgdat);
796 extern struct zone *next_zone(struct zone *zone);
797
798 /**
799  * for_each_online_pgdat - helper macro to iterate over all online nodes
800  * @pgdat - pointer to a pg_data_t variable
801  */
802 #define for_each_online_pgdat(pgdat)                    \
803         for (pgdat = first_online_pgdat();              \
804              pgdat;                                     \
805              pgdat = next_online_pgdat(pgdat))
806 /**
807  * for_each_zone - helper macro to iterate over all memory zones
808  * @zone - pointer to struct zone variable
809  *
810  * The user only needs to declare the zone variable, for_each_zone
811  * fills it in.
812  */
813 #define for_each_zone(zone)                             \
814         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
815              zone;                                      \
816              zone = next_zone(zone))
817
818 #define for_each_populated_zone(zone)                   \
819         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
820              zone;                                      \
821              zone = next_zone(zone))                    \
822                 if (!populated_zone(zone))              \
823                         ; /* do nothing */              \
824                 else
825
826 static inline struct zone *zonelist_zone(struct zoneref *zoneref)
827 {
828         return zoneref->zone;
829 }
830
831 static inline int zonelist_zone_idx(struct zoneref *zoneref)
832 {
833         return zoneref->zone_idx;
834 }
835
836 static inline int zonelist_node_idx(struct zoneref *zoneref)
837 {
838 #ifdef CONFIG_NUMA
839         /* zone_to_nid not available in this context */
840         return zoneref->zone->node;
841 #else
842         return 0;
843 #endif /* CONFIG_NUMA */
844 }
845
846 /**
847  * 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
848  * @z - The cursor used as a starting point for the search
849  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
850  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
851  * @zone - The first suitable zone found is returned via this parameter
852  *
853  * This function returns the next zone at or below a given zone index that is
854  * within the allowed nodemask using a cursor as the starting point for the
855  * search. The zoneref returned is a cursor that represents the current zone
856  * being examined. It should be advanced by one before calling
857  * next_zones_zonelist again.
858  */
859 struct zoneref *next_zones_zonelist(struct zoneref *z,
860                                         enum zone_type highest_zoneidx,
861                                         nodemask_t *nodes,
862                                         struct zone **zone);
863
864 /**
865  * first_zones_zonelist - Returns the first zone at or below highest_zoneidx within the allowed nodemask in a zonelist
866  * @zonelist - The zonelist to search for a suitable zone
867  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
868  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
869  * @zone - The first suitable zone found is returned via this parameter
870  *
871  * This function returns the first zone at or below a given zone index that is
872  * within the allowed nodemask. The zoneref returned is a cursor that can be
873  * used to iterate the zonelist with next_zones_zonelist by advancing it by
874  * one before calling.
875  */
876 static inline struct zoneref *first_zones_zonelist(struct zonelist *zonelist,
877                                         enum zone_type highest_zoneidx,
878                                         nodemask_t *nodes,
879                                         struct zone **zone)
880 {
881         return next_zones_zonelist(zonelist->_zonerefs, highest_zoneidx, nodes,
882                                                                 zone);
883 }
884
885 /**
886  * 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
887  * @zone - The current zone in the iterator
888  * @z - The current pointer within zonelist->zones being iterated
889  * @zlist - The zonelist being iterated
890  * @highidx - The zone index of the highest zone to return
891  * @nodemask - Nodemask allowed by the allocator
892  *
893  * This iterator iterates though all zones at or below a given zone index and
894  * within a given nodemask
895  */
896 #define for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, nodemask) \
897         for (z = first_zones_zonelist(zlist, highidx, nodemask, &zone); \
898                 zone;                                                   \
899                 z = next_zones_zonelist(++z, highidx, nodemask, &zone)) \
900
901 /**
902  * for_each_zone_zonelist - helper macro to iterate over valid zones in a zonelist at or below a given zone index
903  * @zone - The current zone in the iterator
904  * @z - The current pointer within zonelist->zones being iterated
905  * @zlist - The zonelist being iterated
906  * @highidx - The zone index of the highest zone to return
907  *
908  * This iterator iterates though all zones at or below a given zone index.
909  */
910 #define for_each_zone_zonelist(zone, z, zlist, highidx) \
911         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, NULL)
912
913 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
914 #include <asm/sparsemem.h>
915 #endif
916
917 #if !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID) && \
918         !defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
919 static inline unsigned long early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
920 {
921         return 0;
922 }
923 #endif
924
925 #ifdef CONFIG_FLATMEM
926 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
927 #endif
928
929 #define pfn_to_section_nr(pfn) ((pfn) >> PFN_SECTION_SHIFT)
930 #define section_nr_to_pfn(sec) ((sec) << PFN_SECTION_SHIFT)
931
932 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
933
934 /*
935  * SECTION_SHIFT                #bits space required to store a section #
936  *
937  * PA_SECTION_SHIFT             physical address to/from section number
938  * PFN_SECTION_SHIFT            pfn to/from section number
939  */
940 #define SECTIONS_SHIFT          (MAX_PHYSMEM_BITS - SECTION_SIZE_BITS)
941
942 #define PA_SECTION_SHIFT        (SECTION_SIZE_BITS)
943 #define PFN_SECTION_SHIFT       (SECTION_SIZE_BITS - PAGE_SHIFT)
944
945 #define NR_MEM_SECTIONS         (1UL << SECTIONS_SHIFT)
946
947 #define PAGES_PER_SECTION       (1UL << PFN_SECTION_SHIFT)
948 #define PAGE_SECTION_MASK       (~(PAGES_PER_SECTION-1))
949
950 #define SECTION_BLOCKFLAGS_BITS \
951         ((1UL << (PFN_SECTION_SHIFT - pageblock_order)) * NR_PAGEBLOCK_BITS)
952
953 #if (MAX_ORDER - 1 + PAGE_SHIFT) > SECTION_SIZE_BITS
954 #error Allocator MAX_ORDER exceeds SECTION_SIZE
955 #endif
956
957 struct page;
958 struct page_cgroup;
959 struct mem_section {
960         /*
961          * This is, logically, a pointer to an array of struct
962          * pages.  However, it is stored with some other magic.
963          * (see sparse.c::sparse_init_one_section())
964          *
965          * Additionally during early boot we encode node id of
966          * the location of the section here to guide allocation.
967          * (see sparse.c::memory_present())
968          *
969          * Making it a UL at least makes someone do a cast
970          * before using it wrong.
971          */
972         unsigned long section_mem_map;
973
974         /* See declaration of similar field in struct zone */
975         unsigned long *pageblock_flags;
976 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR
977         /*
978          * If !SPARSEMEM, pgdat doesn't have page_cgroup pointer. We use
979          * section. (see memcontrol.h/page_cgroup.h about this.)
980          */
981         struct page_cgroup *page_cgroup;
982         unsigned long pad;
983 #endif
984 };
985
986 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
987 #define SECTIONS_PER_ROOT       (PAGE_SIZE / sizeof (struct mem_section))
988 #else
989 #define SECTIONS_PER_ROOT       1
990 #endif
991
992 #define SECTION_NR_TO_ROOT(sec) ((sec) / SECTIONS_PER_ROOT)
993 #define NR_SECTION_ROOTS        DIV_ROUND_UP(NR_MEM_SECTIONS, SECTIONS_PER_ROOT)
994 #define SECTION_ROOT_MASK       (SECTIONS_PER_ROOT - 1)
995
996 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
997 extern struct mem_section *mem_section[NR_SECTION_ROOTS];
998 #else
999 extern struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT];
1000 #endif
1001
1002 static inline struct mem_section *__nr_to_section(unsigned long nr)
1003 {
1004         if (!mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)])
1005                 return NULL;
1006         return &mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)][nr & SECTION_ROOT_MASK];
1007 }
1008 extern int __section_nr(struct mem_section* ms);
1009 extern unsigned long usemap_size(void);
1010
1011 /*
1012  * We use the lower bits of the mem_map pointer to store
1013  * a little bit of information.  There should be at least
1014  * 3 bits here due to 32-bit alignment.
1015  */
1016 #define SECTION_MARKED_PRESENT  (1UL<<0)
1017 #define SECTION_HAS_MEM_MAP     (1UL<<1)
1018 #define SECTION_MAP_LAST_BIT    (1UL<<2)
1019 #define SECTION_MAP_MASK        (~(SECTION_MAP_LAST_BIT-1))
1020 #define SECTION_NID_SHIFT       2
1021
1022 static inline struct page *__section_mem_map_addr(struct mem_section *section)
1023 {
1024         unsigned long map = section->section_mem_map;
1025         map &= SECTION_MAP_MASK;
1026         return (struct page *)map;
1027 }
1028
1029 static inline int present_section(struct mem_section *section)
1030 {
1031         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_MARKED_PRESENT));
1032 }
1033
1034 static inline int present_section_nr(unsigned long nr)
1035 {
1036         return present_section(__nr_to_section(nr));
1037 }
1038
1039 static inline int valid_section(struct mem_section *section)
1040 {
1041         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_HAS_MEM_MAP));
1042 }
1043
1044 static inline int valid_section_nr(unsigned long nr)
1045 {
1046         return valid_section(__nr_to_section(nr));
1047 }
1048
1049 static inline struct mem_section *__pfn_to_section(unsigned long pfn)
1050 {
1051         return __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
1052 }
1053
1054 static inline int pfn_valid(unsigned long pfn)
1055 {
1056         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1057                 return 0;
1058         return valid_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1059 }
1060
1061 static inline int pfn_present(unsigned long pfn)
1062 {
1063         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1064                 return 0;
1065         return present_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1066 }
1067
1068 /*
1069  * These are _only_ used during initialisation, therefore they
1070  * can use __initdata ...  They could have names to indicate
1071  * this restriction.
1072  */
1073 #ifdef CONFIG_NUMA
1074 #define pfn_to_nid(pfn)                                                 \
1075 ({                                                                      \
1076         unsigned long __pfn_to_nid_pfn = (pfn);                         \
1077         page_to_nid(pfn_to_page(__pfn_to_nid_pfn));                     \
1078 })
1079 #else
1080 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
1081 #endif
1082
1083 #define early_pfn_valid(pfn)    pfn_valid(pfn)
1084 void sparse_init(void);
1085 #else
1086 #define sparse_init()   do {} while (0)
1087 #define sparse_index_init(_sec, _nid)  do {} while (0)
1088 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
1089
1090 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
1091 bool early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int nid);
1092 #else
1093 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (1)
1094 #endif
1095
1096 #ifndef early_pfn_valid
1097 #define early_pfn_valid(pfn)    (1)
1098 #endif
1099
1100 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
1101 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
1102
1103 /*
1104  * If it is possible to have holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES, then we
1105  * need to check pfn validility within that MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1106  * pfn_valid_within() should be used in this case; we optimise this away
1107  * when we have no holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1108  */
1109 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
1110 #define pfn_valid_within(pfn) pfn_valid(pfn)
1111 #else
1112 #define pfn_valid_within(pfn) (1)
1113 #endif
1114
1115 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HOLES_MEMORYMODEL
1116 /*
1117  * pfn_valid() is meant to be able to tell if a given PFN has valid memmap
1118  * associated with it or not. In FLATMEM, it is expected that holes always
1119  * have valid memmap as long as there is valid PFNs either side of the hole.
1120  * In SPARSEMEM, it is assumed that a valid section has a memmap for the
1121  * entire section.
1122  *
1123  * However, an ARM, and maybe other embedded architectures in the future
1124  * free memmap backing holes to save memory on the assumption the memmap is
1125  * never used. The page_zone linkages are then broken even though pfn_valid()
1126  * returns true. A walker of the full memmap must then do this additional
1127  * check to ensure the memmap they are looking at is sane by making sure
1128  * the zone and PFN linkages are still valid. This is expensive, but walkers
1129  * of the full memmap are extremely rare.
1130  */
1131 int memmap_valid_within(unsigned long pfn,
1132                                         struct page *page, struct zone *zone);
1133 #else
1134 static inline int memmap_valid_within(unsigned long pfn,
1135                                         struct page *page, struct zone *zone)
1136 {
1137         return 1;
1138 }
1139 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HOLES_MEMORYMODEL */
1140
1141 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
1142 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1143 #endif /* _LINUX_MMZONE_H */