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