Merge branches 'stable/drivers-3.2', 'stable/drivers.bugfixes-3.2' and 'stable/pci...
[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 <generated/bounds.h>
19 #include <linux/atomic.h>
20 #include <asm/page.h>
21
22 /* Free memory management - zoned buddy allocator.  */
23 #ifndef CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
24 #define MAX_ORDER 11
25 #else
26 #define MAX_ORDER CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
27 #endif
28 #define MAX_ORDER_NR_PAGES (1 << (MAX_ORDER - 1))
29
30 /*
31  * PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER is the order at which allocations are deemed
32  * costly to service.  That is between allocation orders which should
33  * coelesce naturally under reasonable reclaim pressure and those which
34  * will not.
35  */
36 #define PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER 3
37
38 #define MIGRATE_UNMOVABLE     0
39 #define MIGRATE_RECLAIMABLE   1
40 #define MIGRATE_MOVABLE       2
41 #define MIGRATE_PCPTYPES      3 /* the number of types on the pcp lists */
42 #define MIGRATE_RESERVE       3
43 #define MIGRATE_ISOLATE       4 /* can't allocate from here */
44 #define MIGRATE_TYPES         5
45
46 #define for_each_migratetype_order(order, type) \
47         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) \
48                 for (type = 0; type < MIGRATE_TYPES; type++)
49
50 extern int page_group_by_mobility_disabled;
51
52 static inline int get_pageblock_migratetype(struct page *page)
53 {
54         return get_pageblock_flags_group(page, PB_migrate, PB_migrate_end);
55 }
56
57 struct free_area {
58         struct list_head        free_list[MIGRATE_TYPES];
59         unsigned long           nr_free;
60 };
61
62 struct pglist_data;
63
64 /*
65  * zone->lock and zone->lru_lock are two of the hottest locks in the kernel.
66  * So add a wild amount of padding here to ensure that they fall into separate
67  * cachelines.  There are very few zone structures in the machine, so space
68  * consumption is not a concern here.
69  */
70 #if defined(CONFIG_SMP)
71 struct zone_padding {
72         char x[0];
73 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
74 #define ZONE_PADDING(name)      struct zone_padding name;
75 #else
76 #define ZONE_PADDING(name)
77 #endif
78
79 enum zone_stat_item {
80         /* First 128 byte cacheline (assuming 64 bit words) */
81         NR_FREE_PAGES,
82         NR_LRU_BASE,
83         NR_INACTIVE_ANON = NR_LRU_BASE, /* must match order of LRU_[IN]ACTIVE */
84         NR_ACTIVE_ANON,         /*  "     "     "   "       "         */
85         NR_INACTIVE_FILE,       /*  "     "     "   "       "         */
86         NR_ACTIVE_FILE,         /*  "     "     "   "       "         */
87         NR_UNEVICTABLE,         /*  "     "     "   "       "         */
88         NR_MLOCK,               /* mlock()ed pages found and moved off LRU */
89         NR_ANON_PAGES,  /* Mapped anonymous pages */
90         NR_FILE_MAPPED, /* pagecache pages mapped into pagetables.
91                            only modified from process context */
92         NR_FILE_PAGES,
93         NR_FILE_DIRTY,
94         NR_WRITEBACK,
95         NR_SLAB_RECLAIMABLE,
96         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
97         NR_PAGETABLE,           /* used for pagetables */
98         NR_KERNEL_STACK,
99         /* Second 128 byte cacheline */
100         NR_UNSTABLE_NFS,        /* NFS unstable pages */
101         NR_BOUNCE,
102         NR_VMSCAN_WRITE,
103         NR_WRITEBACK_TEMP,      /* Writeback using temporary buffers */
104         NR_ISOLATED_ANON,       /* Temporary isolated pages from anon lru */
105         NR_ISOLATED_FILE,       /* Temporary isolated pages from file lru */
106         NR_SHMEM,               /* shmem pages (included tmpfs/GEM pages) */
107         NR_DIRTIED,             /* page dirtyings since bootup */
108         NR_WRITTEN,             /* page writings since bootup */
109 #ifdef CONFIG_NUMA
110         NUMA_HIT,               /* allocated in intended node */
111         NUMA_MISS,              /* allocated in non intended node */
112         NUMA_FOREIGN,           /* was intended here, hit elsewhere */
113         NUMA_INTERLEAVE_HIT,    /* interleaver preferred this zone */
114         NUMA_LOCAL,             /* allocation from local node */
115         NUMA_OTHER,             /* allocation from other node */
116 #endif
117         NR_ANON_TRANSPARENT_HUGEPAGES,
118         NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS };
119
120 /*
121  * We do arithmetic on the LRU lists in various places in the code,
122  * so it is important to keep the active lists LRU_ACTIVE higher in
123  * the array than the corresponding inactive lists, and to keep
124  * the *_FILE lists LRU_FILE higher than the corresponding _ANON lists.
125  *
126  * This has to be kept in sync with the statistics in zone_stat_item
127  * above and the descriptions in vmstat_text in mm/vmstat.c
128  */
129 #define LRU_BASE 0
130 #define LRU_ACTIVE 1
131 #define LRU_FILE 2
132
133 enum lru_list {
134         LRU_INACTIVE_ANON = LRU_BASE,
135         LRU_ACTIVE_ANON = LRU_BASE + LRU_ACTIVE,
136         LRU_INACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE,
137         LRU_ACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE + LRU_ACTIVE,
138         LRU_UNEVICTABLE,
139         NR_LRU_LISTS
140 };
141
142 #define for_each_lru(l) for (l = 0; l < NR_LRU_LISTS; l++)
143
144 #define for_each_evictable_lru(l) for (l = 0; l <= LRU_ACTIVE_FILE; l++)
145
146 static inline int is_file_lru(enum lru_list l)
147 {
148         return (l == LRU_INACTIVE_FILE || l == LRU_ACTIVE_FILE);
149 }
150
151 static inline int is_active_lru(enum lru_list l)
152 {
153         return (l == LRU_ACTIVE_ANON || l == LRU_ACTIVE_FILE);
154 }
155
156 static inline int is_unevictable_lru(enum lru_list l)
157 {
158         return (l == LRU_UNEVICTABLE);
159 }
160
161 /* Mask used at gathering information at once (see memcontrol.c) */
162 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
163 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
164 #define LRU_ALL_EVICTABLE (LRU_ALL_FILE | LRU_ALL_ANON)
165 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
166
167 enum zone_watermarks {
168         WMARK_MIN,
169         WMARK_LOW,
170         WMARK_HIGH,
171         NR_WMARK
172 };
173
174 #define min_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_MIN])
175 #define low_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_LOW])
176 #define high_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_HIGH])
177
178 struct per_cpu_pages {
179         int count;              /* number of pages in the list */
180         int high;               /* high watermark, emptying needed */
181         int batch;              /* chunk size for buddy add/remove */
182
183         /* Lists of pages, one per migrate type stored on the pcp-lists */
184         struct list_head lists[MIGRATE_PCPTYPES];
185 };
186
187 struct per_cpu_pageset {
188         struct per_cpu_pages pcp;
189 #ifdef CONFIG_NUMA
190         s8 expire;
191 #endif
192 #ifdef CONFIG_SMP
193         s8 stat_threshold;
194         s8 vm_stat_diff[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
195 #endif
196 };
197
198 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
199
200 enum zone_type {
201 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
202         /*
203          * ZONE_DMA is used when there are devices that are not able
204          * to do DMA to all of addressable memory (ZONE_NORMAL). Then we
205          * carve out the portion of memory that is needed for these devices.
206          * The range is arch specific.
207          *
208          * Some examples
209          *
210          * Architecture         Limit
211          * ---------------------------
212          * parisc, ia64, sparc  <4G
213          * s390                 <2G
214          * arm                  Various
215          * alpha                Unlimited or 0-16MB.
216          *
217          * i386, x86_64 and multiple other arches
218          *                      <16M.
219          */
220         ZONE_DMA,
221 #endif
222 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
223         /*
224          * x86_64 needs two ZONE_DMAs because it supports devices that are
225          * only able to do DMA to the lower 16M but also 32 bit devices that
226          * can only do DMA areas below 4G.
227          */
228         ZONE_DMA32,
229 #endif
230         /*
231          * Normal addressable memory is in ZONE_NORMAL. DMA operations can be
232          * performed on pages in ZONE_NORMAL if the DMA devices support
233          * transfers to all addressable memory.
234          */
235         ZONE_NORMAL,
236 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
237         /*
238          * A memory area that is only addressable by the kernel through
239          * mapping portions into its own address space. This is for example
240          * used by i386 to allow the kernel to address the memory beyond
241          * 900MB. The kernel will set up special mappings (page
242          * table entries on i386) for each page that the kernel needs to
243          * access.
244          */
245         ZONE_HIGHMEM,
246 #endif
247         ZONE_MOVABLE,
248         __MAX_NR_ZONES
249 };
250
251 #ifndef __GENERATING_BOUNDS_H
252
253 /*
254  * When a memory allocation must conform to specific limitations (such
255  * as being suitable for DMA) the caller will pass in hints to the
256  * allocator in the gfp_mask, in the zone modifier bits.  These bits
257  * are used to select a priority ordered list of memory zones which
258  * match the requested limits. See gfp_zone() in include/linux/gfp.h
259  */
260
261 #if MAX_NR_ZONES < 2
262 #define ZONES_SHIFT 0
263 #elif MAX_NR_ZONES <= 2
264 #define ZONES_SHIFT 1
265 #elif MAX_NR_ZONES <= 4
266 #define ZONES_SHIFT 2
267 #else
268 #error ZONES_SHIFT -- too many zones configured adjust calculation
269 #endif
270
271 struct zone_reclaim_stat {
272         /*
273          * The pageout code in vmscan.c keeps track of how many of the
274          * mem/swap backed and file backed pages are refeferenced.
275          * The higher the rotated/scanned ratio, the more valuable
276          * that cache is.
277          *
278          * The anon LRU stats live in [0], file LRU stats in [1]
279          */
280         unsigned long           recent_rotated[2];
281         unsigned long           recent_scanned[2];
282 };
283
284 struct zone {
285         /* Fields commonly accessed by the page allocator */
286
287         /* zone watermarks, access with *_wmark_pages(zone) macros */
288         unsigned long watermark[NR_WMARK];
289
290         /*
291          * When free pages are below this point, additional steps are taken
292          * when reading the number of free pages to avoid per-cpu counter
293          * drift allowing watermarks to be breached
294          */
295         unsigned long percpu_drift_mark;
296
297         /*
298          * We don't know if the memory that we're going to allocate will be freeable
299          * or/and it will be released eventually, so to avoid totally wasting several
300          * GB of ram we must reserve some of the lower zone memory (otherwise we risk
301          * to run OOM on the lower zones despite there's tons of freeable ram
302          * on the higher zones). This array is recalculated at runtime if the
303          * sysctl_lowmem_reserve_ratio sysctl changes.
304          */
305         unsigned long           lowmem_reserve[MAX_NR_ZONES];
306
307 #ifdef CONFIG_NUMA
308         int node;
309         /*
310          * zone reclaim becomes active if more unmapped pages exist.
311          */
312         unsigned long           min_unmapped_pages;
313         unsigned long           min_slab_pages;
314 #endif
315         struct per_cpu_pageset __percpu *pageset;
316         /*
317          * free areas of different sizes
318          */
319         spinlock_t              lock;
320         int                     all_unreclaimable; /* All pages pinned */
321 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
322         /* see spanned/present_pages for more description */
323         seqlock_t               span_seqlock;
324 #endif
325         struct free_area        free_area[MAX_ORDER];
326
327 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
328         /*
329          * Flags for a pageblock_nr_pages block. See pageblock-flags.h.
330          * In SPARSEMEM, this map is stored in struct mem_section
331          */
332         unsigned long           *pageblock_flags;
333 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
334
335 #ifdef CONFIG_COMPACTION
336         /*
337          * On compaction failure, 1<<compact_defer_shift compactions
338          * are skipped before trying again. The number attempted since
339          * last failure is tracked with compact_considered.
340          */
341         unsigned int            compact_considered;
342         unsigned int            compact_defer_shift;
343 #endif
344
345         ZONE_PADDING(_pad1_)
346
347         /* Fields commonly accessed by the page reclaim scanner */
348         spinlock_t              lru_lock;       
349         struct zone_lru {
350                 struct list_head list;
351         } lru[NR_LRU_LISTS];
352
353         struct zone_reclaim_stat reclaim_stat;
354
355         unsigned long           pages_scanned;     /* since last reclaim */
356         unsigned long           flags;             /* zone flags, see below */
357
358         /* Zone statistics */
359         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
360
361         /*
362          * The target ratio of ACTIVE_ANON to INACTIVE_ANON pages on
363          * this zone's LRU.  Maintained by the pageout code.
364          */
365         unsigned int inactive_ratio;
366
367
368         ZONE_PADDING(_pad2_)
369         /* Rarely used or read-mostly fields */
370
371         /*
372          * wait_table           -- the array holding the hash table
373          * wait_table_hash_nr_entries   -- the size of the hash table array
374          * wait_table_bits      -- wait_table_size == (1 << wait_table_bits)
375          *
376          * The purpose of all these is to keep track of the people
377          * waiting for a page to become available and make them
378          * runnable again when possible. The trouble is that this
379          * consumes a lot of space, especially when so few things
380          * wait on pages at a given time. So instead of using
381          * per-page waitqueues, we use a waitqueue hash table.
382          *
383          * The bucket discipline is to sleep on the same queue when
384          * colliding and wake all in that wait queue when removing.
385          * When something wakes, it must check to be sure its page is
386          * truly available, a la thundering herd. The cost of a
387          * collision is great, but given the expected load of the
388          * table, they should be so rare as to be outweighed by the
389          * benefits from the saved space.
390          *
391          * __wait_on_page_locked() and unlock_page() in mm/filemap.c, are the
392          * primary users of these fields, and in mm/page_alloc.c
393          * free_area_init_core() performs the initialization of them.
394          */
395         wait_queue_head_t       * wait_table;
396         unsigned long           wait_table_hash_nr_entries;
397         unsigned long           wait_table_bits;
398
399         /*
400          * Discontig memory support fields.
401          */
402         struct pglist_data      *zone_pgdat;
403         /* zone_start_pfn == zone_start_paddr >> PAGE_SHIFT */
404         unsigned long           zone_start_pfn;
405
406         /*
407          * zone_start_pfn, spanned_pages and present_pages are all
408          * protected by span_seqlock.  It is a seqlock because it has
409          * to be read outside of zone->lock, and it is done in the main
410          * allocator path.  But, it is written quite infrequently.
411          *
412          * The lock is declared along with zone->lock because it is
413          * frequently read in proximity to zone->lock.  It's good to
414          * give them a chance of being in the same cacheline.
415          */
416         unsigned long           spanned_pages;  /* total size, including holes */
417         unsigned long           present_pages;  /* amount of memory (excluding holes) */
418
419         /*
420          * rarely used fields:
421          */
422         const char              *name;
423 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
424
425 typedef enum {
426         ZONE_RECLAIM_LOCKED,            /* prevents concurrent reclaim */
427         ZONE_OOM_LOCKED,                /* zone is in OOM killer zonelist */
428         ZONE_CONGESTED,                 /* zone has many dirty pages backed by
429                                          * a congested BDI
430                                          */
431 } zone_flags_t;
432
433 static inline void zone_set_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
434 {
435         set_bit(flag, &zone->flags);
436 }
437
438 static inline int zone_test_and_set_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
439 {
440         return test_and_set_bit(flag, &zone->flags);
441 }
442
443 static inline void zone_clear_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
444 {
445         clear_bit(flag, &zone->flags);
446 }
447
448 static inline int zone_is_reclaim_congested(const struct zone *zone)
449 {
450         return test_bit(ZONE_CONGESTED, &zone->flags);
451 }
452
453 static inline int zone_is_reclaim_locked(const struct zone *zone)
454 {
455         return test_bit(ZONE_RECLAIM_LOCKED, &zone->flags);
456 }
457
458 static inline int zone_is_oom_locked(const struct zone *zone)
459 {
460         return test_bit(ZONE_OOM_LOCKED, &zone->flags);
461 }
462
463 /*
464  * The "priority" of VM scanning is how much of the queues we will scan in one
465  * go. A value of 12 for DEF_PRIORITY implies that we will scan 1/4096th of the
466  * queues ("queue_length >> 12") during an aging round.
467  */
468 #define DEF_PRIORITY 12
469
470 /* Maximum number of zones on a zonelist */
471 #define MAX_ZONES_PER_ZONELIST (MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES)
472
473 #ifdef CONFIG_NUMA
474
475 /*
476  * The NUMA zonelists are doubled because we need zonelists that restrict the
477  * allocations to a single node for GFP_THISNODE.
478  *
479  * [0]  : Zonelist with fallback
480  * [1]  : No fallback (GFP_THISNODE)
481  */
482 #define MAX_ZONELISTS 2
483
484
485 /*
486  * We cache key information from each zonelist for smaller cache
487  * footprint when scanning for free pages in get_page_from_freelist().
488  *
489  * 1) The BITMAP fullzones tracks which zones in a zonelist have come
490  *    up short of free memory since the last time (last_fullzone_zap)
491  *    we zero'd fullzones.
492  * 2) The array z_to_n[] maps each zone in the zonelist to its node
493  *    id, so that we can efficiently evaluate whether that node is
494  *    set in the current tasks mems_allowed.
495  *
496  * Both fullzones and z_to_n[] are one-to-one with the zonelist,
497  * indexed by a zones offset in the zonelist zones[] array.
498  *
499  * The get_page_from_freelist() routine does two scans.  During the
500  * first scan, we skip zones whose corresponding bit in 'fullzones'
501  * is set or whose corresponding node in current->mems_allowed (which
502  * comes from cpusets) is not set.  During the second scan, we bypass
503  * this zonelist_cache, to ensure we look methodically at each zone.
504  *
505  * Once per second, we zero out (zap) fullzones, forcing us to
506  * reconsider nodes that might have regained more free memory.
507  * The field last_full_zap is the time we last zapped fullzones.
508  *
509  * This mechanism reduces the amount of time we waste repeatedly
510  * reexaming zones for free memory when they just came up low on
511  * memory momentarilly ago.
512  *
513  * The zonelist_cache struct members logically belong in struct
514  * zonelist.  However, the mempolicy zonelists constructed for
515  * MPOL_BIND are intentionally variable length (and usually much
516  * shorter).  A general purpose mechanism for handling structs with
517  * multiple variable length members is more mechanism than we want
518  * here.  We resort to some special case hackery instead.
519  *
520  * The MPOL_BIND zonelists don't need this zonelist_cache (in good
521  * part because they are shorter), so we put the fixed length stuff
522  * at the front of the zonelist struct, ending in a variable length
523  * zones[], as is needed by MPOL_BIND.
524  *
525  * Then we put the optional zonelist cache on the end of the zonelist
526  * struct.  This optional stuff is found by a 'zlcache_ptr' pointer in
527  * the fixed length portion at the front of the struct.  This pointer
528  * both enables us to find the zonelist cache, and in the case of
529  * MPOL_BIND zonelists, (which will just set the zlcache_ptr to NULL)
530  * to know that the zonelist cache is not there.
531  *
532  * The end result is that struct zonelists come in two flavors:
533  *  1) The full, fixed length version, shown below, and
534  *  2) The custom zonelists for MPOL_BIND.
535  * The custom MPOL_BIND zonelists have a NULL zlcache_ptr and no zlcache.
536  *
537  * Even though there may be multiple CPU cores on a node modifying
538  * fullzones or last_full_zap in the same zonelist_cache at the same
539  * time, we don't lock it.  This is just hint data - if it is wrong now
540  * and then, the allocator will still function, perhaps a bit slower.
541  */
542
543
544 struct zonelist_cache {
545         unsigned short z_to_n[MAX_ZONES_PER_ZONELIST];          /* zone->nid */
546         DECLARE_BITMAP(fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);      /* zone full? */
547         unsigned long last_full_zap;            /* when last zap'd (jiffies) */
548 };
549 #else
550 #define MAX_ZONELISTS 1
551 struct zonelist_cache;
552 #endif
553
554 /*
555  * This struct contains information about a zone in a zonelist. It is stored
556  * here to avoid dereferences into large structures and lookups of tables
557  */
558 struct zoneref {
559         struct zone *zone;      /* Pointer to actual zone */
560         int zone_idx;           /* zone_idx(zoneref->zone) */
561 };
562
563 /*
564  * One allocation request operates on a zonelist. A zonelist
565  * is a list of zones, the first one is the 'goal' of the
566  * allocation, the other zones are fallback zones, in decreasing
567  * priority.
568  *
569  * If zlcache_ptr is not NULL, then it is just the address of zlcache,
570  * as explained above.  If zlcache_ptr is NULL, there is no zlcache.
571  * *
572  * To speed the reading of the zonelist, the zonerefs contain the zone index
573  * of the entry being read. Helper functions to access information given
574  * a struct zoneref are
575  *
576  * zonelist_zone()      - Return the struct zone * for an entry in _zonerefs
577  * zonelist_zone_idx()  - Return the index of the zone for an entry
578  * zonelist_node_idx()  - Return the index of the node for an entry
579  */
580 struct zonelist {
581         struct zonelist_cache *zlcache_ptr;                  // NULL or &zlcache
582         struct zoneref _zonerefs[MAX_ZONES_PER_ZONELIST + 1];
583 #ifdef CONFIG_NUMA
584         struct zonelist_cache zlcache;                       // optional ...
585 #endif
586 };
587
588 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
589 struct node_active_region {
590         unsigned long start_pfn;
591         unsigned long end_pfn;
592         int nid;
593 };
594 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
595
596 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
597 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
598 extern struct page *mem_map;
599 #endif
600
601 /*
602  * The pg_data_t structure is used in machines with CONFIG_DISCONTIGMEM
603  * (mostly NUMA machines?) to denote a higher-level memory zone than the
604  * zone denotes.
605  *
606  * On NUMA machines, each NUMA node would have a pg_data_t to describe
607  * it's memory layout.
608  *
609  * Memory statistics and page replacement data structures are maintained on a
610  * per-zone basis.
611  */
612 struct bootmem_data;
613 typedef struct pglist_data {
614         struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
615         struct zonelist node_zonelists[MAX_ZONELISTS];
616         int nr_zones;
617 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP /* means !SPARSEMEM */
618         struct page *node_mem_map;
619 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR
620         struct page_cgroup *node_page_cgroup;
621 #endif
622 #endif
623 #ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM
624         struct bootmem_data *bdata;
625 #endif
626 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
627         /*
628          * Must be held any time you expect node_start_pfn, node_present_pages
629          * or node_spanned_pages stay constant.  Holding this will also
630          * guarantee that any pfn_valid() stays that way.
631          *
632          * Nests above zone->lock and zone->size_seqlock.
633          */
634         spinlock_t node_size_lock;
635 #endif
636         unsigned long node_start_pfn;
637         unsigned long node_present_pages; /* total number of physical pages */
638         unsigned long node_spanned_pages; /* total size of physical page
639                                              range, including holes */
640         int node_id;
641         wait_queue_head_t kswapd_wait;
642         struct task_struct *kswapd;
643         int kswapd_max_order;
644         enum zone_type classzone_idx;
645 } pg_data_t;
646
647 #define node_present_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_present_pages)
648 #define node_spanned_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages)
649 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
650 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    ((pgdat)->node_mem_map + (pagenr))
651 #else
652 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    pfn_to_page((pgdat)->node_start_pfn + (pagenr))
653 #endif
654 #define nid_page_nr(nid, pagenr)        pgdat_page_nr(NODE_DATA(nid),(pagenr))
655
656 #define node_start_pfn(nid)     (NODE_DATA(nid)->node_start_pfn)
657
658 #define node_end_pfn(nid) ({\
659         pg_data_t *__pgdat = NODE_DATA(nid);\
660         __pgdat->node_start_pfn + __pgdat->node_spanned_pages;\
661 })
662
663 #include <linux/memory_hotplug.h>
664
665 extern struct mutex zonelists_mutex;
666 void build_all_zonelists(void *data);
667 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx);
668 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
669                 int classzone_idx, int alloc_flags);
670 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
671                 int classzone_idx, int alloc_flags);
672 enum memmap_context {
673         MEMMAP_EARLY,
674         MEMMAP_HOTPLUG,
675 };
676 extern int init_currently_empty_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
677                                      unsigned long size,
678                                      enum memmap_context context);
679
680 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORY_PRESENT
681 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
682 #else
683 static inline void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end) {}
684 #endif
685
686 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
687 int local_memory_node(int node_id);
688 #else
689 static inline int local_memory_node(int node_id) { return node_id; };
690 #endif
691
692 #ifdef CONFIG_NEED_NODE_MEMMAP_SIZE
693 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
694 #endif
695
696 /*
697  * zone_idx() returns 0 for the ZONE_DMA zone, 1 for the ZONE_NORMAL zone, etc.
698  */
699 #define zone_idx(zone)          ((zone) - (zone)->zone_pgdat->node_zones)
700
701 static inline int populated_zone(struct zone *zone)
702 {
703         return (!!zone->present_pages);
704 }
705
706 extern int movable_zone;
707
708 static inline int zone_movable_is_highmem(void)
709 {
710 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
711         return movable_zone == ZONE_HIGHMEM;
712 #else
713         return 0;
714 #endif
715 }
716
717 static inline int is_highmem_idx(enum zone_type idx)
718 {
719 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
720         return (idx == ZONE_HIGHMEM ||
721                 (idx == ZONE_MOVABLE && zone_movable_is_highmem()));
722 #else
723         return 0;
724 #endif
725 }
726
727 static inline int is_normal_idx(enum zone_type idx)
728 {
729         return (idx == ZONE_NORMAL);
730 }
731
732 /**
733  * is_highmem - helper function to quickly check if a struct zone is a 
734  *              highmem zone or not.  This is an attempt to keep references
735  *              to ZONE_{DMA/NORMAL/HIGHMEM/etc} in general code to a minimum.
736  * @zone - pointer to struct zone variable
737  */
738 static inline int is_highmem(struct zone *zone)
739 {
740 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
741         int zone_off = (char *)zone - (char *)zone->zone_pgdat->node_zones;
742         return zone_off == ZONE_HIGHMEM * sizeof(*zone) ||
743                (zone_off == ZONE_MOVABLE * sizeof(*zone) &&
744                 zone_movable_is_highmem());
745 #else
746         return 0;
747 #endif
748 }
749
750 static inline int is_normal(struct zone *zone)
751 {
752         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
753 }
754
755 static inline int is_dma32(struct zone *zone)
756 {
757 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
758         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA32;
759 #else
760         return 0;
761 #endif
762 }
763
764 static inline int is_dma(struct zone *zone)
765 {
766 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
767         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA;
768 #else
769         return 0;
770 #endif
771 }
772
773 /* These two functions are used to setup the per zone pages min values */
774 struct ctl_table;
775 int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
776                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
777 extern int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1];
778 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
779                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
780 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
781                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
782 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
783                         void __user *, size_t *, loff_t *);
784 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
785                         void __user *, size_t *, loff_t *);
786
787 extern int numa_zonelist_order_handler(struct ctl_table *, int,
788                         void __user *, size_t *, loff_t *);
789 extern char numa_zonelist_order[];
790 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16      /* string buffer size */
791
792 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
793
794 extern struct pglist_data contig_page_data;
795 #define NODE_DATA(nid)          (&contig_page_data)
796 #define NODE_MEM_MAP(nid)       mem_map
797
798 #else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
799
800 #include <asm/mmzone.h>
801
802 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
803
804 extern struct pglist_data *first_online_pgdat(void);
805 extern struct pglist_data *next_online_pgdat(struct pglist_data *pgdat);
806 extern struct zone *next_zone(struct zone *zone);
807
808 /**
809  * for_each_online_pgdat - helper macro to iterate over all online nodes
810  * @pgdat - pointer to a pg_data_t variable
811  */
812 #define for_each_online_pgdat(pgdat)                    \
813         for (pgdat = first_online_pgdat();              \
814              pgdat;                                     \
815              pgdat = next_online_pgdat(pgdat))
816 /**
817  * for_each_zone - helper macro to iterate over all memory zones
818  * @zone - pointer to struct zone variable
819  *
820  * The user only needs to declare the zone variable, for_each_zone
821  * fills it in.
822  */
823 #define for_each_zone(zone)                             \
824         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
825              zone;                                      \
826              zone = next_zone(zone))
827
828 #define for_each_populated_zone(zone)                   \
829         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
830              zone;                                      \
831              zone = next_zone(zone))                    \
832                 if (!populated_zone(zone))              \
833                         ; /* do nothing */              \
834                 else
835
836 static inline struct zone *zonelist_zone(struct zoneref *zoneref)
837 {
838         return zoneref->zone;
839 }
840
841 static inline int zonelist_zone_idx(struct zoneref *zoneref)
842 {
843         return zoneref->zone_idx;
844 }
845
846 static inline int zonelist_node_idx(struct zoneref *zoneref)
847 {
848 #ifdef CONFIG_NUMA
849         /* zone_to_nid not available in this context */
850         return zoneref->zone->node;
851 #else
852         return 0;
853 #endif /* CONFIG_NUMA */
854 }
855
856 /**
857  * 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
858  * @z - The cursor used as a starting point for the search
859  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
860  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
861  * @zone - The first suitable zone found is returned via this parameter
862  *
863  * This function returns the next zone at or below a given zone index that is
864  * within the allowed nodemask using a cursor as the starting point for the
865  * search. The zoneref returned is a cursor that represents the current zone
866  * being examined. It should be advanced by one before calling
867  * next_zones_zonelist again.
868  */
869 struct zoneref *next_zones_zonelist(struct zoneref *z,
870                                         enum zone_type highest_zoneidx,
871                                         nodemask_t *nodes,
872                                         struct zone **zone);
873
874 /**
875  * first_zones_zonelist - Returns the first zone at or below highest_zoneidx within the allowed nodemask in a zonelist
876  * @zonelist - The zonelist to search for a suitable zone
877  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
878  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
879  * @zone - The first suitable zone found is returned via this parameter
880  *
881  * This function returns the first zone at or below a given zone index that is
882  * within the allowed nodemask. The zoneref returned is a cursor that can be
883  * used to iterate the zonelist with next_zones_zonelist by advancing it by
884  * one before calling.
885  */
886 static inline struct zoneref *first_zones_zonelist(struct zonelist *zonelist,
887                                         enum zone_type highest_zoneidx,
888                                         nodemask_t *nodes,
889                                         struct zone **zone)
890 {
891         return next_zones_zonelist(zonelist->_zonerefs, highest_zoneidx, nodes,
892                                                                 zone);
893 }
894
895 /**
896  * 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
897  * @zone - The current zone in the iterator
898  * @z - The current pointer within zonelist->zones being iterated
899  * @zlist - The zonelist being iterated
900  * @highidx - The zone index of the highest zone to return
901  * @nodemask - Nodemask allowed by the allocator
902  *
903  * This iterator iterates though all zones at or below a given zone index and
904  * within a given nodemask
905  */
906 #define for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, nodemask) \
907         for (z = first_zones_zonelist(zlist, highidx, nodemask, &zone); \
908                 zone;                                                   \
909                 z = next_zones_zonelist(++z, highidx, nodemask, &zone)) \
910
911 /**
912  * for_each_zone_zonelist - helper macro to iterate over valid zones in a zonelist at or below a given zone index
913  * @zone - The current zone in the iterator
914  * @z - The current pointer within zonelist->zones being iterated
915  * @zlist - The zonelist being iterated
916  * @highidx - The zone index of the highest zone to return
917  *
918  * This iterator iterates though all zones at or below a given zone index.
919  */
920 #define for_each_zone_zonelist(zone, z, zlist, highidx) \
921         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, NULL)
922
923 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
924 #include <asm/sparsemem.h>
925 #endif
926
927 #if !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID) && \
928         !defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
929 static inline unsigned long early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
930 {
931         return 0;
932 }
933 #endif
934
935 #ifdef CONFIG_FLATMEM
936 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
937 #endif
938
939 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
940
941 /*
942  * SECTION_SHIFT                #bits space required to store a section #
943  *
944  * PA_SECTION_SHIFT             physical address to/from section number
945  * PFN_SECTION_SHIFT            pfn to/from section number
946  */
947 #define SECTIONS_SHIFT          (MAX_PHYSMEM_BITS - SECTION_SIZE_BITS)
948
949 #define PA_SECTION_SHIFT        (SECTION_SIZE_BITS)
950 #define PFN_SECTION_SHIFT       (SECTION_SIZE_BITS - PAGE_SHIFT)
951
952 #define NR_MEM_SECTIONS         (1UL << SECTIONS_SHIFT)
953
954 #define PAGES_PER_SECTION       (1UL << PFN_SECTION_SHIFT)
955 #define PAGE_SECTION_MASK       (~(PAGES_PER_SECTION-1))
956
957 #define SECTION_BLOCKFLAGS_BITS \
958         ((1UL << (PFN_SECTION_SHIFT - pageblock_order)) * NR_PAGEBLOCK_BITS)
959
960 #if (MAX_ORDER - 1 + PAGE_SHIFT) > SECTION_SIZE_BITS
961 #error Allocator MAX_ORDER exceeds SECTION_SIZE
962 #endif
963
964 #define pfn_to_section_nr(pfn) ((pfn) >> PFN_SECTION_SHIFT)
965 #define section_nr_to_pfn(sec) ((sec) << PFN_SECTION_SHIFT)
966
967 #define SECTION_ALIGN_UP(pfn)   (((pfn) + PAGES_PER_SECTION - 1) & PAGE_SECTION_MASK)
968 #define SECTION_ALIGN_DOWN(pfn) ((pfn) & PAGE_SECTION_MASK)
969
970 struct page;
971 struct page_cgroup;
972 struct mem_section {
973         /*
974          * This is, logically, a pointer to an array of struct
975          * pages.  However, it is stored with some other magic.
976          * (see sparse.c::sparse_init_one_section())
977          *
978          * Additionally during early boot we encode node id of
979          * the location of the section here to guide allocation.
980          * (see sparse.c::memory_present())
981          *
982          * Making it a UL at least makes someone do a cast
983          * before using it wrong.
984          */
985         unsigned long section_mem_map;
986
987         /* See declaration of similar field in struct zone */
988         unsigned long *pageblock_flags;
989 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR
990         /*
991          * If !SPARSEMEM, pgdat doesn't have page_cgroup pointer. We use
992          * section. (see memcontrol.h/page_cgroup.h about this.)
993          */
994         struct page_cgroup *page_cgroup;
995         unsigned long pad;
996 #endif
997 };
998
999 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
1000 #define SECTIONS_PER_ROOT       (PAGE_SIZE / sizeof (struct mem_section))
1001 #else
1002 #define SECTIONS_PER_ROOT       1
1003 #endif
1004
1005 #define SECTION_NR_TO_ROOT(sec) ((sec) / SECTIONS_PER_ROOT)
1006 #define NR_SECTION_ROOTS        DIV_ROUND_UP(NR_MEM_SECTIONS, SECTIONS_PER_ROOT)
1007 #define SECTION_ROOT_MASK       (SECTIONS_PER_ROOT - 1)
1008
1009 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
1010 extern struct mem_section *mem_section[NR_SECTION_ROOTS];
1011 #else
1012 extern struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT];
1013 #endif
1014
1015 static inline struct mem_section *__nr_to_section(unsigned long nr)
1016 {
1017         if (!mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)])
1018                 return NULL;
1019         return &mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)][nr & SECTION_ROOT_MASK];
1020 }
1021 extern int __section_nr(struct mem_section* ms);
1022 extern unsigned long usemap_size(void);
1023
1024 /*
1025  * We use the lower bits of the mem_map pointer to store
1026  * a little bit of information.  There should be at least
1027  * 3 bits here due to 32-bit alignment.
1028  */
1029 #define SECTION_MARKED_PRESENT  (1UL<<0)
1030 #define SECTION_HAS_MEM_MAP     (1UL<<1)
1031 #define SECTION_MAP_LAST_BIT    (1UL<<2)
1032 #define SECTION_MAP_MASK        (~(SECTION_MAP_LAST_BIT-1))
1033 #define SECTION_NID_SHIFT       2
1034
1035 static inline struct page *__section_mem_map_addr(struct mem_section *section)
1036 {
1037         unsigned long map = section->section_mem_map;
1038         map &= SECTION_MAP_MASK;
1039         return (struct page *)map;
1040 }
1041
1042 static inline int present_section(struct mem_section *section)
1043 {
1044         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_MARKED_PRESENT));
1045 }
1046
1047 static inline int present_section_nr(unsigned long nr)
1048 {
1049         return present_section(__nr_to_section(nr));
1050 }
1051
1052 static inline int valid_section(struct mem_section *section)
1053 {
1054         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_HAS_MEM_MAP));
1055 }
1056
1057 static inline int valid_section_nr(unsigned long nr)
1058 {
1059         return valid_section(__nr_to_section(nr));
1060 }
1061
1062 static inline struct mem_section *__pfn_to_section(unsigned long pfn)
1063 {
1064         return __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
1065 }
1066
1067 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID
1068 static inline int pfn_valid(unsigned long pfn)
1069 {
1070         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1071                 return 0;
1072         return valid_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1073 }
1074 #endif
1075
1076 static inline int pfn_present(unsigned long pfn)
1077 {
1078         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1079                 return 0;
1080         return present_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1081 }
1082
1083 /*
1084  * These are _only_ used during initialisation, therefore they
1085  * can use __initdata ...  They could have names to indicate
1086  * this restriction.
1087  */
1088 #ifdef CONFIG_NUMA
1089 #define pfn_to_nid(pfn)                                                 \
1090 ({                                                                      \
1091         unsigned long __pfn_to_nid_pfn = (pfn);                         \
1092         page_to_nid(pfn_to_page(__pfn_to_nid_pfn));                     \
1093 })
1094 #else
1095 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
1096 #endif
1097
1098 #define early_pfn_valid(pfn)    pfn_valid(pfn)
1099 void sparse_init(void);
1100 #else
1101 #define sparse_init()   do {} while (0)
1102 #define sparse_index_init(_sec, _nid)  do {} while (0)
1103 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
1104
1105 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
1106 bool early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int nid);
1107 #else
1108 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (1)
1109 #endif
1110
1111 #ifndef early_pfn_valid
1112 #define early_pfn_valid(pfn)    (1)
1113 #endif
1114
1115 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
1116 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
1117
1118 /*
1119  * If it is possible to have holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES, then we
1120  * need to check pfn validility within that MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1121  * pfn_valid_within() should be used in this case; we optimise this away
1122  * when we have no holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1123  */
1124 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
1125 #define pfn_valid_within(pfn) pfn_valid(pfn)
1126 #else
1127 #define pfn_valid_within(pfn) (1)
1128 #endif
1129
1130 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HOLES_MEMORYMODEL
1131 /*
1132  * pfn_valid() is meant to be able to tell if a given PFN has valid memmap
1133  * associated with it or not. In FLATMEM, it is expected that holes always
1134  * have valid memmap as long as there is valid PFNs either side of the hole.
1135  * In SPARSEMEM, it is assumed that a valid section has a memmap for the
1136  * entire section.
1137  *
1138  * However, an ARM, and maybe other embedded architectures in the future
1139  * free memmap backing holes to save memory on the assumption the memmap is
1140  * never used. The page_zone linkages are then broken even though pfn_valid()
1141  * returns true. A walker of the full memmap must then do this additional
1142  * check to ensure the memmap they are looking at is sane by making sure
1143  * the zone and PFN linkages are still valid. This is expensive, but walkers
1144  * of the full memmap are extremely rare.
1145  */
1146 int memmap_valid_within(unsigned long pfn,
1147                                         struct page *page, struct zone *zone);
1148 #else
1149 static inline int memmap_valid_within(unsigned long pfn,
1150                                         struct page *page, struct zone *zone)
1151 {
1152         return 1;
1153 }
1154 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HOLES_MEMORYMODEL */
1155
1156 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
1157 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1158 #endif /* _LINUX_MMZONE_H */