Merge branch 'irq-threaded-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[pandora-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         return get_pageblock_flags_group(page, PB_migrate, PB_migrate_end);
54 }
55
56 struct free_area {
57         struct list_head        free_list[MIGRATE_TYPES];
58         unsigned long           nr_free;
59 };
60
61 struct pglist_data;
62
63 /*
64  * zone->lock and zone->lru_lock are two of the hottest locks in the kernel.
65  * So add a wild amount of padding here to ensure that they fall into separate
66  * cachelines.  There are very few zone structures in the machine, so space
67  * consumption is not a concern here.
68  */
69 #if defined(CONFIG_SMP)
70 struct zone_padding {
71         char x[0];
72 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
73 #define ZONE_PADDING(name)      struct zone_padding name;
74 #else
75 #define ZONE_PADDING(name)
76 #endif
77
78 enum zone_stat_item {
79         /* First 128 byte cacheline (assuming 64 bit words) */
80         NR_FREE_PAGES,
81         NR_LRU_BASE,
82         NR_INACTIVE_ANON = NR_LRU_BASE, /* must match order of LRU_[IN]ACTIVE */
83         NR_ACTIVE_ANON,         /*  "     "     "   "       "         */
84         NR_INACTIVE_FILE,       /*  "     "     "   "       "         */
85         NR_ACTIVE_FILE,         /*  "     "     "   "       "         */
86         NR_UNEVICTABLE,         /*  "     "     "   "       "         */
87         NR_MLOCK,               /* mlock()ed pages found and moved off LRU */
88         NR_ANON_PAGES,  /* Mapped anonymous pages */
89         NR_FILE_MAPPED, /* pagecache pages mapped into pagetables.
90                            only modified from process context */
91         NR_FILE_PAGES,
92         NR_FILE_DIRTY,
93         NR_WRITEBACK,
94         NR_SLAB_RECLAIMABLE,
95         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
96         NR_PAGETABLE,           /* used for pagetables */
97         NR_UNSTABLE_NFS,        /* NFS unstable pages */
98         NR_BOUNCE,
99         NR_VMSCAN_WRITE,
100         /* Second 128 byte cacheline */
101         NR_WRITEBACK_TEMP,      /* Writeback using temporary buffers */
102 #ifdef CONFIG_NUMA
103         NUMA_HIT,               /* allocated in intended node */
104         NUMA_MISS,              /* allocated in non intended node */
105         NUMA_FOREIGN,           /* was intended here, hit elsewhere */
106         NUMA_INTERLEAVE_HIT,    /* interleaver preferred this zone */
107         NUMA_LOCAL,             /* allocation from local node */
108         NUMA_OTHER,             /* allocation from other node */
109 #endif
110         NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS };
111
112 /*
113  * We do arithmetic on the LRU lists in various places in the code,
114  * so it is important to keep the active lists LRU_ACTIVE higher in
115  * the array than the corresponding inactive lists, and to keep
116  * the *_FILE lists LRU_FILE higher than the corresponding _ANON lists.
117  *
118  * This has to be kept in sync with the statistics in zone_stat_item
119  * above and the descriptions in vmstat_text in mm/vmstat.c
120  */
121 #define LRU_BASE 0
122 #define LRU_ACTIVE 1
123 #define LRU_FILE 2
124
125 enum lru_list {
126         LRU_INACTIVE_ANON = LRU_BASE,
127         LRU_ACTIVE_ANON = LRU_BASE + LRU_ACTIVE,
128         LRU_INACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE,
129         LRU_ACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE + LRU_ACTIVE,
130         LRU_UNEVICTABLE,
131         NR_LRU_LISTS
132 };
133
134 #define for_each_lru(l) for (l = 0; l < NR_LRU_LISTS; l++)
135
136 #define for_each_evictable_lru(l) for (l = 0; l <= LRU_ACTIVE_FILE; l++)
137
138 static inline int is_file_lru(enum lru_list l)
139 {
140         return (l == LRU_INACTIVE_FILE || l == LRU_ACTIVE_FILE);
141 }
142
143 static inline int is_active_lru(enum lru_list l)
144 {
145         return (l == LRU_ACTIVE_ANON || l == LRU_ACTIVE_FILE);
146 }
147
148 static inline int is_unevictable_lru(enum lru_list l)
149 {
150         return (l == LRU_UNEVICTABLE);
151 }
152
153 enum zone_watermarks {
154         WMARK_MIN,
155         WMARK_LOW,
156         WMARK_HIGH,
157         NR_WMARK
158 };
159
160 #define min_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_MIN])
161 #define low_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_LOW])
162 #define high_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_HIGH])
163
164 struct per_cpu_pages {
165         int count;              /* number of pages in the list */
166         int high;               /* high watermark, emptying needed */
167         int batch;              /* chunk size for buddy add/remove */
168         struct list_head list;  /* the list of pages */
169 };
170
171 struct per_cpu_pageset {
172         struct per_cpu_pages pcp;
173 #ifdef CONFIG_NUMA
174         s8 expire;
175 #endif
176 #ifdef CONFIG_SMP
177         s8 stat_threshold;
178         s8 vm_stat_diff[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
179 #endif
180 } ____cacheline_aligned_in_smp;
181
182 #ifdef CONFIG_NUMA
183 #define zone_pcp(__z, __cpu) ((__z)->pageset[(__cpu)])
184 #else
185 #define zone_pcp(__z, __cpu) (&(__z)->pageset[(__cpu)])
186 #endif
187
188 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
189
190 enum zone_type {
191 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
192         /*
193          * ZONE_DMA is used when there are devices that are not able
194          * to do DMA to all of addressable memory (ZONE_NORMAL). Then we
195          * carve out the portion of memory that is needed for these devices.
196          * The range is arch specific.
197          *
198          * Some examples
199          *
200          * Architecture         Limit
201          * ---------------------------
202          * parisc, ia64, sparc  <4G
203          * s390                 <2G
204          * arm                  Various
205          * alpha                Unlimited or 0-16MB.
206          *
207          * i386, x86_64 and multiple other arches
208          *                      <16M.
209          */
210         ZONE_DMA,
211 #endif
212 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
213         /*
214          * x86_64 needs two ZONE_DMAs because it supports devices that are
215          * only able to do DMA to the lower 16M but also 32 bit devices that
216          * can only do DMA areas below 4G.
217          */
218         ZONE_DMA32,
219 #endif
220         /*
221          * Normal addressable memory is in ZONE_NORMAL. DMA operations can be
222          * performed on pages in ZONE_NORMAL if the DMA devices support
223          * transfers to all addressable memory.
224          */
225         ZONE_NORMAL,
226 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
227         /*
228          * A memory area that is only addressable by the kernel through
229          * mapping portions into its own address space. This is for example
230          * used by i386 to allow the kernel to address the memory beyond
231          * 900MB. The kernel will set up special mappings (page
232          * table entries on i386) for each page that the kernel needs to
233          * access.
234          */
235         ZONE_HIGHMEM,
236 #endif
237         ZONE_MOVABLE,
238         __MAX_NR_ZONES
239 };
240
241 #ifndef __GENERATING_BOUNDS_H
242
243 /*
244  * When a memory allocation must conform to specific limitations (such
245  * as being suitable for DMA) the caller will pass in hints to the
246  * allocator in the gfp_mask, in the zone modifier bits.  These bits
247  * are used to select a priority ordered list of memory zones which
248  * match the requested limits. See gfp_zone() in include/linux/gfp.h
249  */
250
251 #if MAX_NR_ZONES < 2
252 #define ZONES_SHIFT 0
253 #elif MAX_NR_ZONES <= 2
254 #define ZONES_SHIFT 1
255 #elif MAX_NR_ZONES <= 4
256 #define ZONES_SHIFT 2
257 #else
258 #error ZONES_SHIFT -- too many zones configured adjust calculation
259 #endif
260
261 struct zone_reclaim_stat {
262         /*
263          * The pageout code in vmscan.c keeps track of how many of the
264          * mem/swap backed and file backed pages are refeferenced.
265          * The higher the rotated/scanned ratio, the more valuable
266          * that cache is.
267          *
268          * The anon LRU stats live in [0], file LRU stats in [1]
269          */
270         unsigned long           recent_rotated[2];
271         unsigned long           recent_scanned[2];
272 };
273
274 struct zone {
275         /* Fields commonly accessed by the page allocator */
276
277         /* zone watermarks, access with *_wmark_pages(zone) macros */
278         unsigned long watermark[NR_WMARK];
279
280         /*
281          * We don't know if the memory that we're going to allocate will be freeable
282          * or/and it will be released eventually, so to avoid totally wasting several
283          * GB of ram we must reserve some of the lower zone memory (otherwise we risk
284          * to run OOM on the lower zones despite there's tons of freeable ram
285          * on the higher zones). This array is recalculated at runtime if the
286          * sysctl_lowmem_reserve_ratio sysctl changes.
287          */
288         unsigned long           lowmem_reserve[MAX_NR_ZONES];
289
290 #ifdef CONFIG_NUMA
291         int node;
292         /*
293          * zone reclaim becomes active if more unmapped pages exist.
294          */
295         unsigned long           min_unmapped_pages;
296         unsigned long           min_slab_pages;
297         struct per_cpu_pageset  *pageset[NR_CPUS];
298 #else
299         struct per_cpu_pageset  pageset[NR_CPUS];
300 #endif
301         /*
302          * free areas of different sizes
303          */
304         spinlock_t              lock;
305 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
306         /* see spanned/present_pages for more description */
307         seqlock_t               span_seqlock;
308 #endif
309         struct free_area        free_area[MAX_ORDER];
310
311 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
312         /*
313          * Flags for a pageblock_nr_pages block. See pageblock-flags.h.
314          * In SPARSEMEM, this map is stored in struct mem_section
315          */
316         unsigned long           *pageblock_flags;
317 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
318
319
320         ZONE_PADDING(_pad1_)
321
322         /* Fields commonly accessed by the page reclaim scanner */
323         spinlock_t              lru_lock;       
324         struct zone_lru {
325                 struct list_head list;
326                 unsigned long nr_saved_scan;    /* accumulated for batching */
327         } lru[NR_LRU_LISTS];
328
329         struct zone_reclaim_stat reclaim_stat;
330
331         unsigned long           pages_scanned;     /* since last reclaim */
332         unsigned long           flags;             /* zone flags, see below */
333
334         /* Zone statistics */
335         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
336
337         /*
338          * prev_priority holds the scanning priority for this zone.  It is
339          * defined as the scanning priority at which we achieved our reclaim
340          * target at the previous try_to_free_pages() or balance_pgdat()
341          * invokation.
342          *
343          * We use prev_priority as a measure of how much stress page reclaim is
344          * under - it drives the swappiness decision: whether to unmap mapped
345          * pages.
346          *
347          * Access to both this field is quite racy even on uniprocessor.  But
348          * it is expected to average out OK.
349          */
350         int prev_priority;
351
352         /*
353          * The target ratio of ACTIVE_ANON to INACTIVE_ANON pages on
354          * this zone's LRU.  Maintained by the pageout code.
355          */
356         unsigned int inactive_ratio;
357
358
359         ZONE_PADDING(_pad2_)
360         /* Rarely used or read-mostly fields */
361
362         /*
363          * wait_table           -- the array holding the hash table
364          * wait_table_hash_nr_entries   -- the size of the hash table array
365          * wait_table_bits      -- wait_table_size == (1 << wait_table_bits)
366          *
367          * The purpose of all these is to keep track of the people
368          * waiting for a page to become available and make them
369          * runnable again when possible. The trouble is that this
370          * consumes a lot of space, especially when so few things
371          * wait on pages at a given time. So instead of using
372          * per-page waitqueues, we use a waitqueue hash table.
373          *
374          * The bucket discipline is to sleep on the same queue when
375          * colliding and wake all in that wait queue when removing.
376          * When something wakes, it must check to be sure its page is
377          * truly available, a la thundering herd. The cost of a
378          * collision is great, but given the expected load of the
379          * table, they should be so rare as to be outweighed by the
380          * benefits from the saved space.
381          *
382          * __wait_on_page_locked() and unlock_page() in mm/filemap.c, are the
383          * primary users of these fields, and in mm/page_alloc.c
384          * free_area_init_core() performs the initialization of them.
385          */
386         wait_queue_head_t       * wait_table;
387         unsigned long           wait_table_hash_nr_entries;
388         unsigned long           wait_table_bits;
389
390         /*
391          * Discontig memory support fields.
392          */
393         struct pglist_data      *zone_pgdat;
394         /* zone_start_pfn == zone_start_paddr >> PAGE_SHIFT */
395         unsigned long           zone_start_pfn;
396
397         /*
398          * zone_start_pfn, spanned_pages and present_pages are all
399          * protected by span_seqlock.  It is a seqlock because it has
400          * to be read outside of zone->lock, and it is done in the main
401          * allocator path.  But, it is written quite infrequently.
402          *
403          * The lock is declared along with zone->lock because it is
404          * frequently read in proximity to zone->lock.  It's good to
405          * give them a chance of being in the same cacheline.
406          */
407         unsigned long           spanned_pages;  /* total size, including holes */
408         unsigned long           present_pages;  /* amount of memory (excluding holes) */
409
410         /*
411          * rarely used fields:
412          */
413         const char              *name;
414 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
415
416 typedef enum {
417         ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE,         /* all pages pinned */
418         ZONE_RECLAIM_LOCKED,            /* prevents concurrent reclaim */
419         ZONE_OOM_LOCKED,                /* zone is in OOM killer zonelist */
420 } zone_flags_t;
421
422 static inline void zone_set_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
423 {
424         set_bit(flag, &zone->flags);
425 }
426
427 static inline int zone_test_and_set_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
428 {
429         return test_and_set_bit(flag, &zone->flags);
430 }
431
432 static inline void zone_clear_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
433 {
434         clear_bit(flag, &zone->flags);
435 }
436
437 static inline int zone_is_all_unreclaimable(const struct zone *zone)
438 {
439         return test_bit(ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE, &zone->flags);
440 }
441
442 static inline int zone_is_reclaim_locked(const struct zone *zone)
443 {
444         return test_bit(ZONE_RECLAIM_LOCKED, &zone->flags);
445 }
446
447 static inline int zone_is_oom_locked(const struct zone *zone)
448 {
449         return test_bit(ZONE_OOM_LOCKED, &zone->flags);
450 }
451
452 /*
453  * The "priority" of VM scanning is how much of the queues we will scan in one
454  * go. A value of 12 for DEF_PRIORITY implies that we will scan 1/4096th of the
455  * queues ("queue_length >> 12") during an aging round.
456  */
457 #define DEF_PRIORITY 12
458
459 /* Maximum number of zones on a zonelist */
460 #define MAX_ZONES_PER_ZONELIST (MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES)
461
462 #ifdef CONFIG_NUMA
463
464 /*
465  * The NUMA zonelists are doubled becausse we need zonelists that restrict the
466  * allocations to a single node for GFP_THISNODE.
467  *
468  * [0]  : Zonelist with fallback
469  * [1]  : No fallback (GFP_THISNODE)
470  */
471 #define MAX_ZONELISTS 2
472
473
474 /*
475  * We cache key information from each zonelist for smaller cache
476  * footprint when scanning for free pages in get_page_from_freelist().
477  *
478  * 1) The BITMAP fullzones tracks which zones in a zonelist have come
479  *    up short of free memory since the last time (last_fullzone_zap)
480  *    we zero'd fullzones.
481  * 2) The array z_to_n[] maps each zone in the zonelist to its node
482  *    id, so that we can efficiently evaluate whether that node is
483  *    set in the current tasks mems_allowed.
484  *
485  * Both fullzones and z_to_n[] are one-to-one with the zonelist,
486  * indexed by a zones offset in the zonelist zones[] array.
487  *
488  * The get_page_from_freelist() routine does two scans.  During the
489  * first scan, we skip zones whose corresponding bit in 'fullzones'
490  * is set or whose corresponding node in current->mems_allowed (which
491  * comes from cpusets) is not set.  During the second scan, we bypass
492  * this zonelist_cache, to ensure we look methodically at each zone.
493  *
494  * Once per second, we zero out (zap) fullzones, forcing us to
495  * reconsider nodes that might have regained more free memory.
496  * The field last_full_zap is the time we last zapped fullzones.
497  *
498  * This mechanism reduces the amount of time we waste repeatedly
499  * reexaming zones for free memory when they just came up low on
500  * memory momentarilly ago.
501  *
502  * The zonelist_cache struct members logically belong in struct
503  * zonelist.  However, the mempolicy zonelists constructed for
504  * MPOL_BIND are intentionally variable length (and usually much
505  * shorter).  A general purpose mechanism for handling structs with
506  * multiple variable length members is more mechanism than we want
507  * here.  We resort to some special case hackery instead.
508  *
509  * The MPOL_BIND zonelists don't need this zonelist_cache (in good
510  * part because they are shorter), so we put the fixed length stuff
511  * at the front of the zonelist struct, ending in a variable length
512  * zones[], as is needed by MPOL_BIND.
513  *
514  * Then we put the optional zonelist cache on the end of the zonelist
515  * struct.  This optional stuff is found by a 'zlcache_ptr' pointer in
516  * the fixed length portion at the front of the struct.  This pointer
517  * both enables us to find the zonelist cache, and in the case of
518  * MPOL_BIND zonelists, (which will just set the zlcache_ptr to NULL)
519  * to know that the zonelist cache is not there.
520  *
521  * The end result is that struct zonelists come in two flavors:
522  *  1) The full, fixed length version, shown below, and
523  *  2) The custom zonelists for MPOL_BIND.
524  * The custom MPOL_BIND zonelists have a NULL zlcache_ptr and no zlcache.
525  *
526  * Even though there may be multiple CPU cores on a node modifying
527  * fullzones or last_full_zap in the same zonelist_cache at the same
528  * time, we don't lock it.  This is just hint data - if it is wrong now
529  * and then, the allocator will still function, perhaps a bit slower.
530  */
531
532
533 struct zonelist_cache {
534         unsigned short z_to_n[MAX_ZONES_PER_ZONELIST];          /* zone->nid */
535         DECLARE_BITMAP(fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);      /* zone full? */
536         unsigned long last_full_zap;            /* when last zap'd (jiffies) */
537 };
538 #else
539 #define MAX_ZONELISTS 1
540 struct zonelist_cache;
541 #endif
542
543 /*
544  * This struct contains information about a zone in a zonelist. It is stored
545  * here to avoid dereferences into large structures and lookups of tables
546  */
547 struct zoneref {
548         struct zone *zone;      /* Pointer to actual zone */
549         int zone_idx;           /* zone_idx(zoneref->zone) */
550 };
551
552 /*
553  * One allocation request operates on a zonelist. A zonelist
554  * is a list of zones, the first one is the 'goal' of the
555  * allocation, the other zones are fallback zones, in decreasing
556  * priority.
557  *
558  * If zlcache_ptr is not NULL, then it is just the address of zlcache,
559  * as explained above.  If zlcache_ptr is NULL, there is no zlcache.
560  * *
561  * To speed the reading of the zonelist, the zonerefs contain the zone index
562  * of the entry being read. Helper functions to access information given
563  * a struct zoneref are
564  *
565  * zonelist_zone()      - Return the struct zone * for an entry in _zonerefs
566  * zonelist_zone_idx()  - Return the index of the zone for an entry
567  * zonelist_node_idx()  - Return the index of the node for an entry
568  */
569 struct zonelist {
570         struct zonelist_cache *zlcache_ptr;                  // NULL or &zlcache
571         struct zoneref _zonerefs[MAX_ZONES_PER_ZONELIST + 1];
572 #ifdef CONFIG_NUMA
573         struct zonelist_cache zlcache;                       // optional ...
574 #endif
575 };
576
577 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
578 struct node_active_region {
579         unsigned long start_pfn;
580         unsigned long end_pfn;
581         int nid;
582 };
583 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
584
585 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
586 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
587 extern struct page *mem_map;
588 #endif
589
590 /*
591  * The pg_data_t structure is used in machines with CONFIG_DISCONTIGMEM
592  * (mostly NUMA machines?) to denote a higher-level memory zone than the
593  * zone denotes.
594  *
595  * On NUMA machines, each NUMA node would have a pg_data_t to describe
596  * it's memory layout.
597  *
598  * Memory statistics and page replacement data structures are maintained on a
599  * per-zone basis.
600  */
601 struct bootmem_data;
602 typedef struct pglist_data {
603         struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
604         struct zonelist node_zonelists[MAX_ZONELISTS];
605         int nr_zones;
606 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP /* means !SPARSEMEM */
607         struct page *node_mem_map;
608 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR
609         struct page_cgroup *node_page_cgroup;
610 #endif
611 #endif
612         struct bootmem_data *bdata;
613 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
614         /*
615          * Must be held any time you expect node_start_pfn, node_present_pages
616          * or node_spanned_pages stay constant.  Holding this will also
617          * guarantee that any pfn_valid() stays that way.
618          *
619          * Nests above zone->lock and zone->size_seqlock.
620          */
621         spinlock_t node_size_lock;
622 #endif
623         unsigned long node_start_pfn;
624         unsigned long node_present_pages; /* total number of physical pages */
625         unsigned long node_spanned_pages; /* total size of physical page
626                                              range, including holes */
627         int node_id;
628         wait_queue_head_t kswapd_wait;
629         struct task_struct *kswapd;
630         int kswapd_max_order;
631 } pg_data_t;
632
633 #define node_present_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_present_pages)
634 #define node_spanned_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages)
635 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
636 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    ((pgdat)->node_mem_map + (pagenr))
637 #else
638 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    pfn_to_page((pgdat)->node_start_pfn + (pagenr))
639 #endif
640 #define nid_page_nr(nid, pagenr)        pgdat_page_nr(NODE_DATA(nid),(pagenr))
641
642 #include <linux/memory_hotplug.h>
643
644 void get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
645                         unsigned long *free);
646 void build_all_zonelists(void);
647 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order);
648 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
649                 int classzone_idx, int alloc_flags);
650 enum memmap_context {
651         MEMMAP_EARLY,
652         MEMMAP_HOTPLUG,
653 };
654 extern int init_currently_empty_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
655                                      unsigned long size,
656                                      enum memmap_context context);
657
658 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORY_PRESENT
659 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
660 #else
661 static inline void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end) {}
662 #endif
663
664 #ifdef CONFIG_NEED_NODE_MEMMAP_SIZE
665 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
666 #endif
667
668 /*
669  * zone_idx() returns 0 for the ZONE_DMA zone, 1 for the ZONE_NORMAL zone, etc.
670  */
671 #define zone_idx(zone)          ((zone) - (zone)->zone_pgdat->node_zones)
672
673 static inline int populated_zone(struct zone *zone)
674 {
675         return (!!zone->present_pages);
676 }
677
678 extern int movable_zone;
679
680 static inline int zone_movable_is_highmem(void)
681 {
682 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
683         return movable_zone == ZONE_HIGHMEM;
684 #else
685         return 0;
686 #endif
687 }
688
689 static inline int is_highmem_idx(enum zone_type idx)
690 {
691 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
692         return (idx == ZONE_HIGHMEM ||
693                 (idx == ZONE_MOVABLE && zone_movable_is_highmem()));
694 #else
695         return 0;
696 #endif
697 }
698
699 static inline int is_normal_idx(enum zone_type idx)
700 {
701         return (idx == ZONE_NORMAL);
702 }
703
704 /**
705  * is_highmem - helper function to quickly check if a struct zone is a 
706  *              highmem zone or not.  This is an attempt to keep references
707  *              to ZONE_{DMA/NORMAL/HIGHMEM/etc} in general code to a minimum.
708  * @zone - pointer to struct zone variable
709  */
710 static inline int is_highmem(struct zone *zone)
711 {
712 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
713         int zone_off = (char *)zone - (char *)zone->zone_pgdat->node_zones;
714         return zone_off == ZONE_HIGHMEM * sizeof(*zone) ||
715                (zone_off == ZONE_MOVABLE * sizeof(*zone) &&
716                 zone_movable_is_highmem());
717 #else
718         return 0;
719 #endif
720 }
721
722 static inline int is_normal(struct zone *zone)
723 {
724         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
725 }
726
727 static inline int is_dma32(struct zone *zone)
728 {
729 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
730         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA32;
731 #else
732         return 0;
733 #endif
734 }
735
736 static inline int is_dma(struct zone *zone)
737 {
738 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
739         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA;
740 #else
741         return 0;
742 #endif
743 }
744
745 /* These two functions are used to setup the per zone pages min values */
746 struct ctl_table;
747 struct file;
748 int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *, 
749                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
750 extern int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1];
751 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
752                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
753 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
754                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
755 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
756                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
757 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
758                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
759
760 extern int numa_zonelist_order_handler(struct ctl_table *, int,
761                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
762 extern char numa_zonelist_order[];
763 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16      /* string buffer size */
764
765 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
766
767 extern struct pglist_data contig_page_data;
768 #define NODE_DATA(nid)          (&contig_page_data)
769 #define NODE_MEM_MAP(nid)       mem_map
770
771 #else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
772
773 #include <asm/mmzone.h>
774
775 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
776
777 extern struct pglist_data *first_online_pgdat(void);
778 extern struct pglist_data *next_online_pgdat(struct pglist_data *pgdat);
779 extern struct zone *next_zone(struct zone *zone);
780
781 /**
782  * for_each_online_pgdat - helper macro to iterate over all online nodes
783  * @pgdat - pointer to a pg_data_t variable
784  */
785 #define for_each_online_pgdat(pgdat)                    \
786         for (pgdat = first_online_pgdat();              \
787              pgdat;                                     \
788              pgdat = next_online_pgdat(pgdat))
789 /**
790  * for_each_zone - helper macro to iterate over all memory zones
791  * @zone - pointer to struct zone variable
792  *
793  * The user only needs to declare the zone variable, for_each_zone
794  * fills it in.
795  */
796 #define for_each_zone(zone)                             \
797         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
798              zone;                                      \
799              zone = next_zone(zone))
800
801 #define for_each_populated_zone(zone)                   \
802         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
803              zone;                                      \
804              zone = next_zone(zone))                    \
805                 if (!populated_zone(zone))              \
806                         ; /* do nothing */              \
807                 else
808
809 static inline struct zone *zonelist_zone(struct zoneref *zoneref)
810 {
811         return zoneref->zone;
812 }
813
814 static inline int zonelist_zone_idx(struct zoneref *zoneref)
815 {
816         return zoneref->zone_idx;
817 }
818
819 static inline int zonelist_node_idx(struct zoneref *zoneref)
820 {
821 #ifdef CONFIG_NUMA
822         /* zone_to_nid not available in this context */
823         return zoneref->zone->node;
824 #else
825         return 0;
826 #endif /* CONFIG_NUMA */
827 }
828
829 /**
830  * 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
831  * @z - The cursor used as a starting point for the search
832  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
833  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
834  * @zone - The first suitable zone found is returned via this parameter
835  *
836  * This function returns the next zone at or below a given zone index that is
837  * within the allowed nodemask using a cursor as the starting point for the
838  * search. The zoneref returned is a cursor that represents the current zone
839  * being examined. It should be advanced by one before calling
840  * next_zones_zonelist again.
841  */
842 struct zoneref *next_zones_zonelist(struct zoneref *z,
843                                         enum zone_type highest_zoneidx,
844                                         nodemask_t *nodes,
845                                         struct zone **zone);
846
847 /**
848  * first_zones_zonelist - Returns the first zone at or below highest_zoneidx within the allowed nodemask in a zonelist
849  * @zonelist - The zonelist to search for a suitable zone
850  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
851  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
852  * @zone - The first suitable zone found is returned via this parameter
853  *
854  * This function returns the first zone at or below a given zone index that is
855  * within the allowed nodemask. The zoneref returned is a cursor that can be
856  * used to iterate the zonelist with next_zones_zonelist by advancing it by
857  * one before calling.
858  */
859 static inline struct zoneref *first_zones_zonelist(struct zonelist *zonelist,
860                                         enum zone_type highest_zoneidx,
861                                         nodemask_t *nodes,
862                                         struct zone **zone)
863 {
864         return next_zones_zonelist(zonelist->_zonerefs, highest_zoneidx, nodes,
865                                                                 zone);
866 }
867
868 /**
869  * 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
870  * @zone - The current zone in the iterator
871  * @z - The current pointer within zonelist->zones being iterated
872  * @zlist - The zonelist being iterated
873  * @highidx - The zone index of the highest zone to return
874  * @nodemask - Nodemask allowed by the allocator
875  *
876  * This iterator iterates though all zones at or below a given zone index and
877  * within a given nodemask
878  */
879 #define for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, nodemask) \
880         for (z = first_zones_zonelist(zlist, highidx, nodemask, &zone); \
881                 zone;                                                   \
882                 z = next_zones_zonelist(++z, highidx, nodemask, &zone)) \
883
884 /**
885  * for_each_zone_zonelist - helper macro to iterate over valid zones in a zonelist at or below a given zone index
886  * @zone - The current zone in the iterator
887  * @z - The current pointer within zonelist->zones being iterated
888  * @zlist - The zonelist being iterated
889  * @highidx - The zone index of the highest zone to return
890  *
891  * This iterator iterates though all zones at or below a given zone index.
892  */
893 #define for_each_zone_zonelist(zone, z, zlist, highidx) \
894         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, NULL)
895
896 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
897 #include <asm/sparsemem.h>
898 #endif
899
900 #if !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID) && \
901         !defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
902 static inline unsigned long early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
903 {
904         return 0;
905 }
906 #endif
907
908 #ifdef CONFIG_FLATMEM
909 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
910 #endif
911
912 #define pfn_to_section_nr(pfn) ((pfn) >> PFN_SECTION_SHIFT)
913 #define section_nr_to_pfn(sec) ((sec) << PFN_SECTION_SHIFT)
914
915 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
916
917 /*
918  * SECTION_SHIFT                #bits space required to store a section #
919  *
920  * PA_SECTION_SHIFT             physical address to/from section number
921  * PFN_SECTION_SHIFT            pfn to/from section number
922  */
923 #define SECTIONS_SHIFT          (MAX_PHYSMEM_BITS - SECTION_SIZE_BITS)
924
925 #define PA_SECTION_SHIFT        (SECTION_SIZE_BITS)
926 #define PFN_SECTION_SHIFT       (SECTION_SIZE_BITS - PAGE_SHIFT)
927
928 #define NR_MEM_SECTIONS         (1UL << SECTIONS_SHIFT)
929
930 #define PAGES_PER_SECTION       (1UL << PFN_SECTION_SHIFT)
931 #define PAGE_SECTION_MASK       (~(PAGES_PER_SECTION-1))
932
933 #define SECTION_BLOCKFLAGS_BITS \
934         ((1UL << (PFN_SECTION_SHIFT - pageblock_order)) * NR_PAGEBLOCK_BITS)
935
936 #if (MAX_ORDER - 1 + PAGE_SHIFT) > SECTION_SIZE_BITS
937 #error Allocator MAX_ORDER exceeds SECTION_SIZE
938 #endif
939
940 struct page;
941 struct page_cgroup;
942 struct mem_section {
943         /*
944          * This is, logically, a pointer to an array of struct
945          * pages.  However, it is stored with some other magic.
946          * (see sparse.c::sparse_init_one_section())
947          *
948          * Additionally during early boot we encode node id of
949          * the location of the section here to guide allocation.
950          * (see sparse.c::memory_present())
951          *
952          * Making it a UL at least makes someone do a cast
953          * before using it wrong.
954          */
955         unsigned long section_mem_map;
956
957         /* See declaration of similar field in struct zone */
958         unsigned long *pageblock_flags;
959 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR
960         /*
961          * If !SPARSEMEM, pgdat doesn't have page_cgroup pointer. We use
962          * section. (see memcontrol.h/page_cgroup.h about this.)
963          */
964         struct page_cgroup *page_cgroup;
965         unsigned long pad;
966 #endif
967 };
968
969 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
970 #define SECTIONS_PER_ROOT       (PAGE_SIZE / sizeof (struct mem_section))
971 #else
972 #define SECTIONS_PER_ROOT       1
973 #endif
974
975 #define SECTION_NR_TO_ROOT(sec) ((sec) / SECTIONS_PER_ROOT)
976 #define NR_SECTION_ROOTS        (NR_MEM_SECTIONS / SECTIONS_PER_ROOT)
977 #define SECTION_ROOT_MASK       (SECTIONS_PER_ROOT - 1)
978
979 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
980 extern struct mem_section *mem_section[NR_SECTION_ROOTS];
981 #else
982 extern struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT];
983 #endif
984
985 static inline struct mem_section *__nr_to_section(unsigned long nr)
986 {
987         if (!mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)])
988                 return NULL;
989         return &mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)][nr & SECTION_ROOT_MASK];
990 }
991 extern int __section_nr(struct mem_section* ms);
992 extern unsigned long usemap_size(void);
993
994 /*
995  * We use the lower bits of the mem_map pointer to store
996  * a little bit of information.  There should be at least
997  * 3 bits here due to 32-bit alignment.
998  */
999 #define SECTION_MARKED_PRESENT  (1UL<<0)
1000 #define SECTION_HAS_MEM_MAP     (1UL<<1)
1001 #define SECTION_MAP_LAST_BIT    (1UL<<2)
1002 #define SECTION_MAP_MASK        (~(SECTION_MAP_LAST_BIT-1))
1003 #define SECTION_NID_SHIFT       2
1004
1005 static inline struct page *__section_mem_map_addr(struct mem_section *section)
1006 {
1007         unsigned long map = section->section_mem_map;
1008         map &= SECTION_MAP_MASK;
1009         return (struct page *)map;
1010 }
1011
1012 static inline int present_section(struct mem_section *section)
1013 {
1014         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_MARKED_PRESENT));
1015 }
1016
1017 static inline int present_section_nr(unsigned long nr)
1018 {
1019         return present_section(__nr_to_section(nr));
1020 }
1021
1022 static inline int valid_section(struct mem_section *section)
1023 {
1024         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_HAS_MEM_MAP));
1025 }
1026
1027 static inline int valid_section_nr(unsigned long nr)
1028 {
1029         return valid_section(__nr_to_section(nr));
1030 }
1031
1032 static inline struct mem_section *__pfn_to_section(unsigned long pfn)
1033 {
1034         return __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
1035 }
1036
1037 static inline int pfn_valid(unsigned long pfn)
1038 {
1039         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1040                 return 0;
1041         return valid_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1042 }
1043
1044 static inline int pfn_present(unsigned long pfn)
1045 {
1046         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1047                 return 0;
1048         return present_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1049 }
1050
1051 /*
1052  * These are _only_ used during initialisation, therefore they
1053  * can use __initdata ...  They could have names to indicate
1054  * this restriction.
1055  */
1056 #ifdef CONFIG_NUMA
1057 #define pfn_to_nid(pfn)                                                 \
1058 ({                                                                      \
1059         unsigned long __pfn_to_nid_pfn = (pfn);                         \
1060         page_to_nid(pfn_to_page(__pfn_to_nid_pfn));                     \
1061 })
1062 #else
1063 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
1064 #endif
1065
1066 #define early_pfn_valid(pfn)    pfn_valid(pfn)
1067 void sparse_init(void);
1068 #else
1069 #define sparse_init()   do {} while (0)
1070 #define sparse_index_init(_sec, _nid)  do {} while (0)
1071 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
1072
1073 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
1074 bool early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int nid);
1075 #else
1076 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (1)
1077 #endif
1078
1079 #ifndef early_pfn_valid
1080 #define early_pfn_valid(pfn)    (1)
1081 #endif
1082
1083 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
1084 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
1085
1086 /*
1087  * If it is possible to have holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES, then we
1088  * need to check pfn validility within that MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1089  * pfn_valid_within() should be used in this case; we optimise this away
1090  * when we have no holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1091  */
1092 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
1093 #define pfn_valid_within(pfn) pfn_valid(pfn)
1094 #else
1095 #define pfn_valid_within(pfn) (1)
1096 #endif
1097
1098 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HOLES_MEMORYMODEL
1099 /*
1100  * pfn_valid() is meant to be able to tell if a given PFN has valid memmap
1101  * associated with it or not. In FLATMEM, it is expected that holes always
1102  * have valid memmap as long as there is valid PFNs either side of the hole.
1103  * In SPARSEMEM, it is assumed that a valid section has a memmap for the
1104  * entire section.
1105  *
1106  * However, an ARM, and maybe other embedded architectures in the future
1107  * free memmap backing holes to save memory on the assumption the memmap is
1108  * never used. The page_zone linkages are then broken even though pfn_valid()
1109  * returns true. A walker of the full memmap must then do this additional
1110  * check to ensure the memmap they are looking at is sane by making sure
1111  * the zone and PFN linkages are still valid. This is expensive, but walkers
1112  * of the full memmap are extremely rare.
1113  */
1114 int memmap_valid_within(unsigned long pfn,
1115                                         struct page *page, struct zone *zone);
1116 #else
1117 static inline int memmap_valid_within(unsigned long pfn,
1118                                         struct page *page, struct zone *zone)
1119 {
1120         return 1;
1121 }
1122 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HOLES_MEMORYMODEL */
1123
1124 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
1125 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1126 #endif /* _LINUX_MMZONE_H */