]> git.openfabrics.org - ~shefty/rdma-dev.git/blob - include/linux/mmzone.h
bad9486ee0cce5ceaeb982cd47e0ed15fff91046
[~shefty/rdma-dev.git] / include / linux / mmzone.h
1 #ifndef _LINUX_MMZONE_H
2 #define _LINUX_MMZONE_H
3
4 #ifdef __KERNEL__
5 #ifndef __ASSEMBLY__
6
7 #include <linux/spinlock.h>
8 #include <linux/list.h>
9 #include <linux/wait.h>
10 #include <linux/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 <asm/atomic.h>
19 #include <asm/page.h>
20
21 /* Free memory management - zoned buddy allocator.  */
22 #ifndef CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
23 #define MAX_ORDER 11
24 #else
25 #define MAX_ORDER CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
26 #endif
27 #define MAX_ORDER_NR_PAGES (1 << (MAX_ORDER - 1))
28
29 /*
30  * PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER is the order at which allocations are deemed
31  * costly to service.  That is between allocation orders which should
32  * coelesce naturally under reasonable reclaim pressure and those which
33  * will not.
34  */
35 #define PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER 3
36
37 #define MIGRATE_UNMOVABLE     0
38 #define MIGRATE_RECLAIMABLE   1
39 #define MIGRATE_MOVABLE       2
40 #define MIGRATE_RESERVE       3
41 #define MIGRATE_ISOLATE       4 /* can't allocate from here */
42 #define MIGRATE_TYPES         5
43
44 #define for_each_migratetype_order(order, type) \
45         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) \
46                 for (type = 0; type < MIGRATE_TYPES; type++)
47
48 extern int page_group_by_mobility_disabled;
49
50 static inline int get_pageblock_migratetype(struct page *page)
51 {
52         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
53                 return MIGRATE_UNMOVABLE;
54
55         return get_pageblock_flags_group(page, PB_migrate, PB_migrate_end);
56 }
57
58 struct free_area {
59         struct list_head        free_list[MIGRATE_TYPES];
60         unsigned long           nr_free;
61 };
62
63 struct pglist_data;
64
65 /*
66  * zone->lock and zone->lru_lock are two of the hottest locks in the kernel.
67  * So add a wild amount of padding here to ensure that they fall into separate
68  * cachelines.  There are very few zone structures in the machine, so space
69  * consumption is not a concern here.
70  */
71 #if defined(CONFIG_SMP)
72 struct zone_padding {
73         char x[0];
74 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
75 #define ZONE_PADDING(name)      struct zone_padding name;
76 #else
77 #define ZONE_PADDING(name)
78 #endif
79
80 enum zone_stat_item {
81         /* First 128 byte cacheline (assuming 64 bit words) */
82         NR_FREE_PAGES,
83         NR_INACTIVE,
84         NR_ACTIVE,
85         NR_ANON_PAGES,  /* Mapped anonymous pages */
86         NR_FILE_MAPPED, /* pagecache pages mapped into pagetables.
87                            only modified from process context */
88         NR_FILE_PAGES,
89         NR_FILE_DIRTY,
90         NR_WRITEBACK,
91         /* Second 128 byte cacheline */
92         NR_SLAB_RECLAIMABLE,
93         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
94         NR_PAGETABLE,           /* used for pagetables */
95         NR_UNSTABLE_NFS,        /* NFS unstable pages */
96         NR_BOUNCE,
97         NR_VMSCAN_WRITE,
98 #ifdef CONFIG_NUMA
99         NUMA_HIT,               /* allocated in intended node */
100         NUMA_MISS,              /* allocated in non intended node */
101         NUMA_FOREIGN,           /* was intended here, hit elsewhere */
102         NUMA_INTERLEAVE_HIT,    /* interleaver preferred this zone */
103         NUMA_LOCAL,             /* allocation from local node */
104         NUMA_OTHER,             /* allocation from other node */
105 #endif
106         NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS };
107
108 struct per_cpu_pages {
109         int count;              /* number of pages in the list */
110         int high;               /* high watermark, emptying needed */
111         int batch;              /* chunk size for buddy add/remove */
112         struct list_head list;  /* the list of pages */
113 };
114
115 struct per_cpu_pageset {
116         struct per_cpu_pages pcp[2];    /* 0: hot.  1: cold */
117 #ifdef CONFIG_NUMA
118         s8 expire;
119 #endif
120 #ifdef CONFIG_SMP
121         s8 stat_threshold;
122         s8 vm_stat_diff[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
123 #endif
124 } ____cacheline_aligned_in_smp;
125
126 #ifdef CONFIG_NUMA
127 #define zone_pcp(__z, __cpu) ((__z)->pageset[(__cpu)])
128 #else
129 #define zone_pcp(__z, __cpu) (&(__z)->pageset[(__cpu)])
130 #endif
131
132 enum zone_type {
133 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
134         /*
135          * ZONE_DMA is used when there are devices that are not able
136          * to do DMA to all of addressable memory (ZONE_NORMAL). Then we
137          * carve out the portion of memory that is needed for these devices.
138          * The range is arch specific.
139          *
140          * Some examples
141          *
142          * Architecture         Limit
143          * ---------------------------
144          * parisc, ia64, sparc  <4G
145          * s390                 <2G
146          * arm                  Various
147          * alpha                Unlimited or 0-16MB.
148          *
149          * i386, x86_64 and multiple other arches
150          *                      <16M.
151          */
152         ZONE_DMA,
153 #endif
154 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
155         /*
156          * x86_64 needs two ZONE_DMAs because it supports devices that are
157          * only able to do DMA to the lower 16M but also 32 bit devices that
158          * can only do DMA areas below 4G.
159          */
160         ZONE_DMA32,
161 #endif
162         /*
163          * Normal addressable memory is in ZONE_NORMAL. DMA operations can be
164          * performed on pages in ZONE_NORMAL if the DMA devices support
165          * transfers to all addressable memory.
166          */
167         ZONE_NORMAL,
168 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
169         /*
170          * A memory area that is only addressable by the kernel through
171          * mapping portions into its own address space. This is for example
172          * used by i386 to allow the kernel to address the memory beyond
173          * 900MB. The kernel will set up special mappings (page
174          * table entries on i386) for each page that the kernel needs to
175          * access.
176          */
177         ZONE_HIGHMEM,
178 #endif
179         ZONE_MOVABLE,
180         MAX_NR_ZONES
181 };
182
183 /*
184  * When a memory allocation must conform to specific limitations (such
185  * as being suitable for DMA) the caller will pass in hints to the
186  * allocator in the gfp_mask, in the zone modifier bits.  These bits
187  * are used to select a priority ordered list of memory zones which
188  * match the requested limits. See gfp_zone() in include/linux/gfp.h
189  */
190
191 /*
192  * Count the active zones.  Note that the use of defined(X) outside
193  * #if and family is not necessarily defined so ensure we cannot use
194  * it later.  Use __ZONE_COUNT to work out how many shift bits we need.
195  */
196 #define __ZONE_COUNT (                  \
197           defined(CONFIG_ZONE_DMA)      \
198         + defined(CONFIG_ZONE_DMA32)    \
199         + 1                             \
200         + defined(CONFIG_HIGHMEM)       \
201         + 1                             \
202 )
203 #if __ZONE_COUNT < 2
204 #define ZONES_SHIFT 0
205 #elif __ZONE_COUNT <= 2
206 #define ZONES_SHIFT 1
207 #elif __ZONE_COUNT <= 4
208 #define ZONES_SHIFT 2
209 #else
210 #error ZONES_SHIFT -- too many zones configured adjust calculation
211 #endif
212 #undef __ZONE_COUNT
213
214 struct zone {
215         /* Fields commonly accessed by the page allocator */
216         unsigned long           pages_min, pages_low, pages_high;
217         /*
218          * We don't know if the memory that we're going to allocate will be freeable
219          * or/and it will be released eventually, so to avoid totally wasting several
220          * GB of ram we must reserve some of the lower zone memory (otherwise we risk
221          * to run OOM on the lower zones despite there's tons of freeable ram
222          * on the higher zones). This array is recalculated at runtime if the
223          * sysctl_lowmem_reserve_ratio sysctl changes.
224          */
225         unsigned long           lowmem_reserve[MAX_NR_ZONES];
226
227 #ifdef CONFIG_NUMA
228         int node;
229         /*
230          * zone reclaim becomes active if more unmapped pages exist.
231          */
232         unsigned long           min_unmapped_pages;
233         unsigned long           min_slab_pages;
234         struct per_cpu_pageset  *pageset[NR_CPUS];
235 #else
236         struct per_cpu_pageset  pageset[NR_CPUS];
237 #endif
238         /*
239          * free areas of different sizes
240          */
241         spinlock_t              lock;
242 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
243         /* see spanned/present_pages for more description */
244         seqlock_t               span_seqlock;
245 #endif
246         struct free_area        free_area[MAX_ORDER];
247
248 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
249         /*
250          * Flags for a pageblock_nr_pages block. See pageblock-flags.h.
251          * In SPARSEMEM, this map is stored in struct mem_section
252          */
253         unsigned long           *pageblock_flags;
254 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
255
256
257         ZONE_PADDING(_pad1_)
258
259         /* Fields commonly accessed by the page reclaim scanner */
260         spinlock_t              lru_lock;       
261         struct list_head        active_list;
262         struct list_head        inactive_list;
263         unsigned long           nr_scan_active;
264         unsigned long           nr_scan_inactive;
265         unsigned long           pages_scanned;     /* since last reclaim */
266         unsigned long           flags;             /* zone flags, see below */
267
268         /* Zone statistics */
269         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
270
271         /*
272          * prev_priority holds the scanning priority for this zone.  It is
273          * defined as the scanning priority at which we achieved our reclaim
274          * target at the previous try_to_free_pages() or balance_pgdat()
275          * invokation.
276          *
277          * We use prev_priority as a measure of how much stress page reclaim is
278          * under - it drives the swappiness decision: whether to unmap mapped
279          * pages.
280          *
281          * Access to both this field is quite racy even on uniprocessor.  But
282          * it is expected to average out OK.
283          */
284         int prev_priority;
285
286
287         ZONE_PADDING(_pad2_)
288         /* Rarely used or read-mostly fields */
289
290         /*
291          * wait_table           -- the array holding the hash table
292          * wait_table_hash_nr_entries   -- the size of the hash table array
293          * wait_table_bits      -- wait_table_size == (1 << wait_table_bits)
294          *
295          * The purpose of all these is to keep track of the people
296          * waiting for a page to become available and make them
297          * runnable again when possible. The trouble is that this
298          * consumes a lot of space, especially when so few things
299          * wait on pages at a given time. So instead of using
300          * per-page waitqueues, we use a waitqueue hash table.
301          *
302          * The bucket discipline is to sleep on the same queue when
303          * colliding and wake all in that wait queue when removing.
304          * When something wakes, it must check to be sure its page is
305          * truly available, a la thundering herd. The cost of a
306          * collision is great, but given the expected load of the
307          * table, they should be so rare as to be outweighed by the
308          * benefits from the saved space.
309          *
310          * __wait_on_page_locked() and unlock_page() in mm/filemap.c, are the
311          * primary users of these fields, and in mm/page_alloc.c
312          * free_area_init_core() performs the initialization of them.
313          */
314         wait_queue_head_t       * wait_table;
315         unsigned long           wait_table_hash_nr_entries;
316         unsigned long           wait_table_bits;
317
318         /*
319          * Discontig memory support fields.
320          */
321         struct pglist_data      *zone_pgdat;
322         /* zone_start_pfn == zone_start_paddr >> PAGE_SHIFT */
323         unsigned long           zone_start_pfn;
324
325         /*
326          * zone_start_pfn, spanned_pages and present_pages are all
327          * protected by span_seqlock.  It is a seqlock because it has
328          * to be read outside of zone->lock, and it is done in the main
329          * allocator path.  But, it is written quite infrequently.
330          *
331          * The lock is declared along with zone->lock because it is
332          * frequently read in proximity to zone->lock.  It's good to
333          * give them a chance of being in the same cacheline.
334          */
335         unsigned long           spanned_pages;  /* total size, including holes */
336         unsigned long           present_pages;  /* amount of memory (excluding holes) */
337
338         /*
339          * rarely used fields:
340          */
341         const char              *name;
342 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
343
344 typedef enum {
345         ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE,         /* all pages pinned */
346         ZONE_RECLAIM_LOCKED,            /* prevents concurrent reclaim */
347 } zone_flags_t;
348
349 static inline void zone_set_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
350 {
351         set_bit(flag, &zone->flags);
352 }
353 static inline void zone_clear_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
354 {
355         clear_bit(flag, &zone->flags);
356 }
357
358 static inline int zone_is_all_unreclaimable(const struct zone *zone)
359 {
360         return test_bit(ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE, &zone->flags);
361 }
362 static inline int zone_is_reclaim_locked(const struct zone *zone)
363 {
364         return test_bit(ZONE_RECLAIM_LOCKED, &zone->flags);
365 }
366
367 /*
368  * The "priority" of VM scanning is how much of the queues we will scan in one
369  * go. A value of 12 for DEF_PRIORITY implies that we will scan 1/4096th of the
370  * queues ("queue_length >> 12") during an aging round.
371  */
372 #define DEF_PRIORITY 12
373
374 /* Maximum number of zones on a zonelist */
375 #define MAX_ZONES_PER_ZONELIST (MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES)
376
377 #ifdef CONFIG_NUMA
378
379 /*
380  * The NUMA zonelists are doubled becausse we need zonelists that restrict the
381  * allocations to a single node for GFP_THISNODE.
382  *
383  * [0 .. MAX_NR_ZONES -1]               : Zonelists with fallback
384  * [MAZ_NR_ZONES ... MAZ_ZONELISTS -1]  : No fallback (GFP_THISNODE)
385  */
386 #define MAX_ZONELISTS (2 * MAX_NR_ZONES)
387
388
389 /*
390  * We cache key information from each zonelist for smaller cache
391  * footprint when scanning for free pages in get_page_from_freelist().
392  *
393  * 1) The BITMAP fullzones tracks which zones in a zonelist have come
394  *    up short of free memory since the last time (last_fullzone_zap)
395  *    we zero'd fullzones.
396  * 2) The array z_to_n[] maps each zone in the zonelist to its node
397  *    id, so that we can efficiently evaluate whether that node is
398  *    set in the current tasks mems_allowed.
399  *
400  * Both fullzones and z_to_n[] are one-to-one with the zonelist,
401  * indexed by a zones offset in the zonelist zones[] array.
402  *
403  * The get_page_from_freelist() routine does two scans.  During the
404  * first scan, we skip zones whose corresponding bit in 'fullzones'
405  * is set or whose corresponding node in current->mems_allowed (which
406  * comes from cpusets) is not set.  During the second scan, we bypass
407  * this zonelist_cache, to ensure we look methodically at each zone.
408  *
409  * Once per second, we zero out (zap) fullzones, forcing us to
410  * reconsider nodes that might have regained more free memory.
411  * The field last_full_zap is the time we last zapped fullzones.
412  *
413  * This mechanism reduces the amount of time we waste repeatedly
414  * reexaming zones for free memory when they just came up low on
415  * memory momentarilly ago.
416  *
417  * The zonelist_cache struct members logically belong in struct
418  * zonelist.  However, the mempolicy zonelists constructed for
419  * MPOL_BIND are intentionally variable length (and usually much
420  * shorter).  A general purpose mechanism for handling structs with
421  * multiple variable length members is more mechanism than we want
422  * here.  We resort to some special case hackery instead.
423  *
424  * The MPOL_BIND zonelists don't need this zonelist_cache (in good
425  * part because they are shorter), so we put the fixed length stuff
426  * at the front of the zonelist struct, ending in a variable length
427  * zones[], as is needed by MPOL_BIND.
428  *
429  * Then we put the optional zonelist cache on the end of the zonelist
430  * struct.  This optional stuff is found by a 'zlcache_ptr' pointer in
431  * the fixed length portion at the front of the struct.  This pointer
432  * both enables us to find the zonelist cache, and in the case of
433  * MPOL_BIND zonelists, (which will just set the zlcache_ptr to NULL)
434  * to know that the zonelist cache is not there.
435  *
436  * The end result is that struct zonelists come in two flavors:
437  *  1) The full, fixed length version, shown below, and
438  *  2) The custom zonelists for MPOL_BIND.
439  * The custom MPOL_BIND zonelists have a NULL zlcache_ptr and no zlcache.
440  *
441  * Even though there may be multiple CPU cores on a node modifying
442  * fullzones or last_full_zap in the same zonelist_cache at the same
443  * time, we don't lock it.  This is just hint data - if it is wrong now
444  * and then, the allocator will still function, perhaps a bit slower.
445  */
446
447
448 struct zonelist_cache {
449         unsigned short z_to_n[MAX_ZONES_PER_ZONELIST];          /* zone->nid */
450         DECLARE_BITMAP(fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);      /* zone full? */
451         unsigned long last_full_zap;            /* when last zap'd (jiffies) */
452 };
453 #else
454 #define MAX_ZONELISTS MAX_NR_ZONES
455 struct zonelist_cache;
456 #endif
457
458 /*
459  * One allocation request operates on a zonelist. A zonelist
460  * is a list of zones, the first one is the 'goal' of the
461  * allocation, the other zones are fallback zones, in decreasing
462  * priority.
463  *
464  * If zlcache_ptr is not NULL, then it is just the address of zlcache,
465  * as explained above.  If zlcache_ptr is NULL, there is no zlcache.
466  */
467
468 struct zonelist {
469         struct zonelist_cache *zlcache_ptr;                  // NULL or &zlcache
470         struct zone *zones[MAX_ZONES_PER_ZONELIST + 1];      // NULL delimited
471 #ifdef CONFIG_NUMA
472         struct zonelist_cache zlcache;                       // optional ...
473 #endif
474 };
475
476 #ifdef CONFIG_NUMA
477 /*
478  * Only custom zonelists like MPOL_BIND need to be filtered as part of
479  * policies. As described in the comment for struct zonelist_cache, these
480  * zonelists will not have a zlcache so zlcache_ptr will not be set. Use
481  * that to determine if the zonelists needs to be filtered or not.
482  */
483 static inline int alloc_should_filter_zonelist(struct zonelist *zonelist)
484 {
485         return !zonelist->zlcache_ptr;
486 }
487 #else
488 static inline int alloc_should_filter_zonelist(struct zonelist *zonelist)
489 {
490         return 0;
491 }
492 #endif /* CONFIG_NUMA */
493
494 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
495 struct node_active_region {
496         unsigned long start_pfn;
497         unsigned long end_pfn;
498         int nid;
499 };
500 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
501
502 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
503 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
504 extern struct page *mem_map;
505 #endif
506
507 /*
508  * The pg_data_t structure is used in machines with CONFIG_DISCONTIGMEM
509  * (mostly NUMA machines?) to denote a higher-level memory zone than the
510  * zone denotes.
511  *
512  * On NUMA machines, each NUMA node would have a pg_data_t to describe
513  * it's memory layout.
514  *
515  * Memory statistics and page replacement data structures are maintained on a
516  * per-zone basis.
517  */
518 struct bootmem_data;
519 typedef struct pglist_data {
520         struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
521         struct zonelist node_zonelists[MAX_ZONELISTS];
522         int nr_zones;
523 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
524         struct page *node_mem_map;
525 #endif
526         struct bootmem_data *bdata;
527 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
528         /*
529          * Must be held any time you expect node_start_pfn, node_present_pages
530          * or node_spanned_pages stay constant.  Holding this will also
531          * guarantee that any pfn_valid() stays that way.
532          *
533          * Nests above zone->lock and zone->size_seqlock.
534          */
535         spinlock_t node_size_lock;
536 #endif
537         unsigned long node_start_pfn;
538         unsigned long node_present_pages; /* total number of physical pages */
539         unsigned long node_spanned_pages; /* total size of physical page
540                                              range, including holes */
541         int node_id;
542         wait_queue_head_t kswapd_wait;
543         struct task_struct *kswapd;
544         int kswapd_max_order;
545 } pg_data_t;
546
547 #define node_present_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_present_pages)
548 #define node_spanned_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages)
549 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
550 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    ((pgdat)->node_mem_map + (pagenr))
551 #else
552 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    pfn_to_page((pgdat)->node_start_pfn + (pagenr))
553 #endif
554 #define nid_page_nr(nid, pagenr)        pgdat_page_nr(NODE_DATA(nid),(pagenr))
555
556 #include <linux/memory_hotplug.h>
557
558 void get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
559                         unsigned long *free);
560 void build_all_zonelists(void);
561 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order);
562 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
563                 int classzone_idx, int alloc_flags);
564 enum memmap_context {
565         MEMMAP_EARLY,
566         MEMMAP_HOTPLUG,
567 };
568 extern int init_currently_empty_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
569                                      unsigned long size,
570                                      enum memmap_context context);
571
572 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORY_PRESENT
573 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
574 #else
575 static inline void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end) {}
576 #endif
577
578 #ifdef CONFIG_NEED_NODE_MEMMAP_SIZE
579 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
580 #endif
581
582 /*
583  * zone_idx() returns 0 for the ZONE_DMA zone, 1 for the ZONE_NORMAL zone, etc.
584  */
585 #define zone_idx(zone)          ((zone) - (zone)->zone_pgdat->node_zones)
586
587 static inline int populated_zone(struct zone *zone)
588 {
589         return (!!zone->present_pages);
590 }
591
592 extern int movable_zone;
593
594 static inline int zone_movable_is_highmem(void)
595 {
596 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
597         return movable_zone == ZONE_HIGHMEM;
598 #else
599         return 0;
600 #endif
601 }
602
603 static inline int is_highmem_idx(enum zone_type idx)
604 {
605 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
606         return (idx == ZONE_HIGHMEM ||
607                 (idx == ZONE_MOVABLE && zone_movable_is_highmem()));
608 #else
609         return 0;
610 #endif
611 }
612
613 static inline int is_normal_idx(enum zone_type idx)
614 {
615         return (idx == ZONE_NORMAL);
616 }
617
618 /**
619  * is_highmem - helper function to quickly check if a struct zone is a 
620  *              highmem zone or not.  This is an attempt to keep references
621  *              to ZONE_{DMA/NORMAL/HIGHMEM/etc} in general code to a minimum.
622  * @zone - pointer to struct zone variable
623  */
624 static inline int is_highmem(struct zone *zone)
625 {
626 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
627         int zone_idx = zone - zone->zone_pgdat->node_zones;
628         return zone_idx == ZONE_HIGHMEM ||
629                 (zone_idx == ZONE_MOVABLE && zone_movable_is_highmem());
630 #else
631         return 0;
632 #endif
633 }
634
635 static inline int is_normal(struct zone *zone)
636 {
637         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
638 }
639
640 static inline int is_dma32(struct zone *zone)
641 {
642 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
643         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA32;
644 #else
645         return 0;
646 #endif
647 }
648
649 static inline int is_dma(struct zone *zone)
650 {
651 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
652         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA;
653 #else
654         return 0;
655 #endif
656 }
657
658 /* These two functions are used to setup the per zone pages min values */
659 struct ctl_table;
660 struct file;
661 int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *, 
662                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
663 extern int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1];
664 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
665                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
666 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
667                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
668 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
669                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
670 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
671                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
672
673 extern int numa_zonelist_order_handler(struct ctl_table *, int,
674                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
675 extern char numa_zonelist_order[];
676 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16      /* string buffer size */
677
678 #include <linux/topology.h>
679 /* Returns the number of the current Node. */
680 #ifndef numa_node_id
681 #define numa_node_id()          (cpu_to_node(raw_smp_processor_id()))
682 #endif
683
684 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
685
686 extern struct pglist_data contig_page_data;
687 #define NODE_DATA(nid)          (&contig_page_data)
688 #define NODE_MEM_MAP(nid)       mem_map
689 #define MAX_NODES_SHIFT         1
690
691 #else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
692
693 #include <asm/mmzone.h>
694
695 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
696
697 extern struct pglist_data *first_online_pgdat(void);
698 extern struct pglist_data *next_online_pgdat(struct pglist_data *pgdat);
699 extern struct zone *next_zone(struct zone *zone);
700
701 /**
702  * for_each_pgdat - helper macro to iterate over all nodes
703  * @pgdat - pointer to a pg_data_t variable
704  */
705 #define for_each_online_pgdat(pgdat)                    \
706         for (pgdat = first_online_pgdat();              \
707              pgdat;                                     \
708              pgdat = next_online_pgdat(pgdat))
709 /**
710  * for_each_zone - helper macro to iterate over all memory zones
711  * @zone - pointer to struct zone variable
712  *
713  * The user only needs to declare the zone variable, for_each_zone
714  * fills it in.
715  */
716 #define for_each_zone(zone)                             \
717         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
718              zone;                                      \
719              zone = next_zone(zone))
720
721 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
722 #include <asm/sparsemem.h>
723 #endif
724
725 #if BITS_PER_LONG == 32
726 /*
727  * with 32 bit page->flags field, we reserve 9 bits for node/zone info.
728  * there are 4 zones (3 bits) and this leaves 9-3=6 bits for nodes.
729  */
730 #define FLAGS_RESERVED          9
731
732 #elif BITS_PER_LONG == 64
733 /*
734  * with 64 bit flags field, there's plenty of room.
735  */
736 #define FLAGS_RESERVED          32
737
738 #else
739
740 #error BITS_PER_LONG not defined
741
742 #endif
743
744 #if !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID) && \
745         !defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
746 #define early_pfn_to_nid(nid)  (0UL)
747 #endif
748
749 #ifdef CONFIG_FLATMEM
750 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
751 #endif
752
753 #define pfn_to_section_nr(pfn) ((pfn) >> PFN_SECTION_SHIFT)
754 #define section_nr_to_pfn(sec) ((sec) << PFN_SECTION_SHIFT)
755
756 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
757
758 /*
759  * SECTION_SHIFT                #bits space required to store a section #
760  *
761  * PA_SECTION_SHIFT             physical address to/from section number
762  * PFN_SECTION_SHIFT            pfn to/from section number
763  */
764 #define SECTIONS_SHIFT          (MAX_PHYSMEM_BITS - SECTION_SIZE_BITS)
765
766 #define PA_SECTION_SHIFT        (SECTION_SIZE_BITS)
767 #define PFN_SECTION_SHIFT       (SECTION_SIZE_BITS - PAGE_SHIFT)
768
769 #define NR_MEM_SECTIONS         (1UL << SECTIONS_SHIFT)
770
771 #define PAGES_PER_SECTION       (1UL << PFN_SECTION_SHIFT)
772 #define PAGE_SECTION_MASK       (~(PAGES_PER_SECTION-1))
773
774 #define SECTION_BLOCKFLAGS_BITS \
775         ((1UL << (PFN_SECTION_SHIFT - pageblock_order)) * NR_PAGEBLOCK_BITS)
776
777 #if (MAX_ORDER - 1 + PAGE_SHIFT) > SECTION_SIZE_BITS
778 #error Allocator MAX_ORDER exceeds SECTION_SIZE
779 #endif
780
781 struct page;
782 struct mem_section {
783         /*
784          * This is, logically, a pointer to an array of struct
785          * pages.  However, it is stored with some other magic.
786          * (see sparse.c::sparse_init_one_section())
787          *
788          * Additionally during early boot we encode node id of
789          * the location of the section here to guide allocation.
790          * (see sparse.c::memory_present())
791          *
792          * Making it a UL at least makes someone do a cast
793          * before using it wrong.
794          */
795         unsigned long section_mem_map;
796
797         /* See declaration of similar field in struct zone */
798         unsigned long *pageblock_flags;
799 };
800
801 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
802 #define SECTIONS_PER_ROOT       (PAGE_SIZE / sizeof (struct mem_section))
803 #else
804 #define SECTIONS_PER_ROOT       1
805 #endif
806
807 #define SECTION_NR_TO_ROOT(sec) ((sec) / SECTIONS_PER_ROOT)
808 #define NR_SECTION_ROOTS        (NR_MEM_SECTIONS / SECTIONS_PER_ROOT)
809 #define SECTION_ROOT_MASK       (SECTIONS_PER_ROOT - 1)
810
811 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
812 extern struct mem_section *mem_section[NR_SECTION_ROOTS];
813 #else
814 extern struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT];
815 #endif
816
817 static inline struct mem_section *__nr_to_section(unsigned long nr)
818 {
819         if (!mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)])
820                 return NULL;
821         return &mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)][nr & SECTION_ROOT_MASK];
822 }
823 extern int __section_nr(struct mem_section* ms);
824
825 /*
826  * We use the lower bits of the mem_map pointer to store
827  * a little bit of information.  There should be at least
828  * 3 bits here due to 32-bit alignment.
829  */
830 #define SECTION_MARKED_PRESENT  (1UL<<0)
831 #define SECTION_HAS_MEM_MAP     (1UL<<1)
832 #define SECTION_MAP_LAST_BIT    (1UL<<2)
833 #define SECTION_MAP_MASK        (~(SECTION_MAP_LAST_BIT-1))
834 #define SECTION_NID_SHIFT       2
835
836 static inline struct page *__section_mem_map_addr(struct mem_section *section)
837 {
838         unsigned long map = section->section_mem_map;
839         map &= SECTION_MAP_MASK;
840         return (struct page *)map;
841 }
842
843 static inline int present_section(struct mem_section *section)
844 {
845         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_MARKED_PRESENT));
846 }
847
848 static inline int present_section_nr(unsigned long nr)
849 {
850         return present_section(__nr_to_section(nr));
851 }
852
853 static inline int valid_section(struct mem_section *section)
854 {
855         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_HAS_MEM_MAP));
856 }
857
858 static inline int valid_section_nr(unsigned long nr)
859 {
860         return valid_section(__nr_to_section(nr));
861 }
862
863 static inline struct mem_section *__pfn_to_section(unsigned long pfn)
864 {
865         return __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
866 }
867
868 static inline int pfn_valid(unsigned long pfn)
869 {
870         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
871                 return 0;
872         return valid_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
873 }
874
875 static inline int pfn_present(unsigned long pfn)
876 {
877         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
878                 return 0;
879         return present_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
880 }
881
882 /*
883  * These are _only_ used during initialisation, therefore they
884  * can use __initdata ...  They could have names to indicate
885  * this restriction.
886  */
887 #ifdef CONFIG_NUMA
888 #define pfn_to_nid(pfn)                                                 \
889 ({                                                                      \
890         unsigned long __pfn_to_nid_pfn = (pfn);                         \
891         page_to_nid(pfn_to_page(__pfn_to_nid_pfn));                     \
892 })
893 #else
894 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
895 #endif
896
897 #define early_pfn_valid(pfn)    pfn_valid(pfn)
898 void sparse_init(void);
899 #else
900 #define sparse_init()   do {} while (0)
901 #define sparse_index_init(_sec, _nid)  do {} while (0)
902 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
903
904 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
905 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (early_pfn_to_nid(pfn) == (nid))
906 #else
907 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (1)
908 #endif
909
910 #ifndef early_pfn_valid
911 #define early_pfn_valid(pfn)    (1)
912 #endif
913
914 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
915 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
916
917 /*
918  * If it is possible to have holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES, then we
919  * need to check pfn validility within that MAX_ORDER_NR_PAGES block.
920  * pfn_valid_within() should be used in this case; we optimise this away
921  * when we have no holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES block.
922  */
923 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
924 #define pfn_valid_within(pfn) pfn_valid(pfn)
925 #else
926 #define pfn_valid_within(pfn) (1)
927 #endif
928
929 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
930 #endif /* __KERNEL__ */
931 #endif /* _LINUX_MMZONE_H */