04b1636a970bdd77d1788272d8286dc9b41fdf2e
[sfrench/cifs-2.6.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/cache.h>
11 #include <linux/threads.h>
12 #include <linux/numa.h>
13 #include <linux/init.h>
14 #include <linux/seqlock.h>
15 #include <linux/nodemask.h>
16 #include <asm/atomic.h>
17 #include <asm/page.h>
18
19 /* Free memory management - zoned buddy allocator.  */
20 #ifndef CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
21 #define MAX_ORDER 11
22 #else
23 #define MAX_ORDER CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
24 #endif
25 #define MAX_ORDER_NR_PAGES (1 << (MAX_ORDER - 1))
26
27 struct free_area {
28         struct list_head        free_list;
29         unsigned long           nr_free;
30 };
31
32 struct pglist_data;
33
34 /*
35  * zone->lock and zone->lru_lock are two of the hottest locks in the kernel.
36  * So add a wild amount of padding here to ensure that they fall into separate
37  * cachelines.  There are very few zone structures in the machine, so space
38  * consumption is not a concern here.
39  */
40 #if defined(CONFIG_SMP)
41 struct zone_padding {
42         char x[0];
43 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
44 #define ZONE_PADDING(name)      struct zone_padding name;
45 #else
46 #define ZONE_PADDING(name)
47 #endif
48
49 enum zone_stat_item {
50         /* First 128 byte cacheline (assuming 64 bit words) */
51         NR_FREE_PAGES,
52         NR_INACTIVE,
53         NR_ACTIVE,
54         NR_ANON_PAGES,  /* Mapped anonymous pages */
55         NR_FILE_MAPPED, /* pagecache pages mapped into pagetables.
56                            only modified from process context */
57         NR_FILE_PAGES,
58         NR_FILE_DIRTY,
59         NR_WRITEBACK,
60         /* Second 128 byte cacheline */
61         NR_SLAB_RECLAIMABLE,
62         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
63         NR_PAGETABLE,           /* used for pagetables */
64         NR_UNSTABLE_NFS,        /* NFS unstable pages */
65         NR_BOUNCE,
66         NR_VMSCAN_WRITE,
67 #ifdef CONFIG_NUMA
68         NUMA_HIT,               /* allocated in intended node */
69         NUMA_MISS,              /* allocated in non intended node */
70         NUMA_FOREIGN,           /* was intended here, hit elsewhere */
71         NUMA_INTERLEAVE_HIT,    /* interleaver preferred this zone */
72         NUMA_LOCAL,             /* allocation from local node */
73         NUMA_OTHER,             /* allocation from other node */
74 #endif
75         NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS };
76
77 struct per_cpu_pages {
78         int count;              /* number of pages in the list */
79         int high;               /* high watermark, emptying needed */
80         int batch;              /* chunk size for buddy add/remove */
81         struct list_head list;  /* the list of pages */
82 };
83
84 struct per_cpu_pageset {
85         struct per_cpu_pages pcp[2];    /* 0: hot.  1: cold */
86 #ifdef CONFIG_NUMA
87         s8 expire;
88 #endif
89 #ifdef CONFIG_SMP
90         s8 stat_threshold;
91         s8 vm_stat_diff[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
92 #endif
93 } ____cacheline_aligned_in_smp;
94
95 #ifdef CONFIG_NUMA
96 #define zone_pcp(__z, __cpu) ((__z)->pageset[(__cpu)])
97 #else
98 #define zone_pcp(__z, __cpu) (&(__z)->pageset[(__cpu)])
99 #endif
100
101 enum zone_type {
102 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
103         /*
104          * ZONE_DMA is used when there are devices that are not able
105          * to do DMA to all of addressable memory (ZONE_NORMAL). Then we
106          * carve out the portion of memory that is needed for these devices.
107          * The range is arch specific.
108          *
109          * Some examples
110          *
111          * Architecture         Limit
112          * ---------------------------
113          * parisc, ia64, sparc  <4G
114          * s390                 <2G
115          * arm26                <48M
116          * arm                  Various
117          * alpha                Unlimited or 0-16MB.
118          *
119          * i386, x86_64 and multiple other arches
120          *                      <16M.
121          */
122         ZONE_DMA,
123 #endif
124 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
125         /*
126          * x86_64 needs two ZONE_DMAs because it supports devices that are
127          * only able to do DMA to the lower 16M but also 32 bit devices that
128          * can only do DMA areas below 4G.
129          */
130         ZONE_DMA32,
131 #endif
132         /*
133          * Normal addressable memory is in ZONE_NORMAL. DMA operations can be
134          * performed on pages in ZONE_NORMAL if the DMA devices support
135          * transfers to all addressable memory.
136          */
137         ZONE_NORMAL,
138 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
139         /*
140          * A memory area that is only addressable by the kernel through
141          * mapping portions into its own address space. This is for example
142          * used by i386 to allow the kernel to address the memory beyond
143          * 900MB. The kernel will set up special mappings (page
144          * table entries on i386) for each page that the kernel needs to
145          * access.
146          */
147         ZONE_HIGHMEM,
148 #endif
149         MAX_NR_ZONES
150 };
151
152 /*
153  * When a memory allocation must conform to specific limitations (such
154  * as being suitable for DMA) the caller will pass in hints to the
155  * allocator in the gfp_mask, in the zone modifier bits.  These bits
156  * are used to select a priority ordered list of memory zones which
157  * match the requested limits. See gfp_zone() in include/linux/gfp.h
158  */
159
160 /*
161  * Count the active zones.  Note that the use of defined(X) outside
162  * #if and family is not necessarily defined so ensure we cannot use
163  * it later.  Use __ZONE_COUNT to work out how many shift bits we need.
164  */
165 #define __ZONE_COUNT (                  \
166           defined(CONFIG_ZONE_DMA)      \
167         + defined(CONFIG_ZONE_DMA32)    \
168         + 1                             \
169         + defined(CONFIG_HIGHMEM)       \
170 )
171 #if __ZONE_COUNT < 2
172 #define ZONES_SHIFT 0
173 #elif __ZONE_COUNT <= 2
174 #define ZONES_SHIFT 1
175 #elif __ZONE_COUNT <= 4
176 #define ZONES_SHIFT 2
177 #else
178 #error ZONES_SHIFT -- too many zones configured adjust calculation
179 #endif
180 #undef __ZONE_COUNT
181
182 struct zone {
183         /* Fields commonly accessed by the page allocator */
184         unsigned long           pages_min, pages_low, pages_high;
185         /*
186          * We don't know if the memory that we're going to allocate will be freeable
187          * or/and it will be released eventually, so to avoid totally wasting several
188          * GB of ram we must reserve some of the lower zone memory (otherwise we risk
189          * to run OOM on the lower zones despite there's tons of freeable ram
190          * on the higher zones). This array is recalculated at runtime if the
191          * sysctl_lowmem_reserve_ratio sysctl changes.
192          */
193         unsigned long           lowmem_reserve[MAX_NR_ZONES];
194
195 #ifdef CONFIG_NUMA
196         int node;
197         /*
198          * zone reclaim becomes active if more unmapped pages exist.
199          */
200         unsigned long           min_unmapped_pages;
201         unsigned long           min_slab_pages;
202         struct per_cpu_pageset  *pageset[NR_CPUS];
203 #else
204         struct per_cpu_pageset  pageset[NR_CPUS];
205 #endif
206         /*
207          * free areas of different sizes
208          */
209         spinlock_t              lock;
210 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
211         /* see spanned/present_pages for more description */
212         seqlock_t               span_seqlock;
213 #endif
214         struct free_area        free_area[MAX_ORDER];
215
216
217         ZONE_PADDING(_pad1_)
218
219         /* Fields commonly accessed by the page reclaim scanner */
220         spinlock_t              lru_lock;       
221         struct list_head        active_list;
222         struct list_head        inactive_list;
223         unsigned long           nr_scan_active;
224         unsigned long           nr_scan_inactive;
225         unsigned long           pages_scanned;     /* since last reclaim */
226         int                     all_unreclaimable; /* All pages pinned */
227
228         /* A count of how many reclaimers are scanning this zone */
229         atomic_t                reclaim_in_progress;
230
231         /* Zone statistics */
232         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
233
234         /*
235          * prev_priority holds the scanning priority for this zone.  It is
236          * defined as the scanning priority at which we achieved our reclaim
237          * target at the previous try_to_free_pages() or balance_pgdat()
238          * invokation.
239          *
240          * We use prev_priority as a measure of how much stress page reclaim is
241          * under - it drives the swappiness decision: whether to unmap mapped
242          * pages.
243          *
244          * Access to both this field is quite racy even on uniprocessor.  But
245          * it is expected to average out OK.
246          */
247         int prev_priority;
248
249
250         ZONE_PADDING(_pad2_)
251         /* Rarely used or read-mostly fields */
252
253         /*
254          * wait_table           -- the array holding the hash table
255          * wait_table_hash_nr_entries   -- the size of the hash table array
256          * wait_table_bits      -- wait_table_size == (1 << wait_table_bits)
257          *
258          * The purpose of all these is to keep track of the people
259          * waiting for a page to become available and make them
260          * runnable again when possible. The trouble is that this
261          * consumes a lot of space, especially when so few things
262          * wait on pages at a given time. So instead of using
263          * per-page waitqueues, we use a waitqueue hash table.
264          *
265          * The bucket discipline is to sleep on the same queue when
266          * colliding and wake all in that wait queue when removing.
267          * When something wakes, it must check to be sure its page is
268          * truly available, a la thundering herd. The cost of a
269          * collision is great, but given the expected load of the
270          * table, they should be so rare as to be outweighed by the
271          * benefits from the saved space.
272          *
273          * __wait_on_page_locked() and unlock_page() in mm/filemap.c, are the
274          * primary users of these fields, and in mm/page_alloc.c
275          * free_area_init_core() performs the initialization of them.
276          */
277         wait_queue_head_t       * wait_table;
278         unsigned long           wait_table_hash_nr_entries;
279         unsigned long           wait_table_bits;
280
281         /*
282          * Discontig memory support fields.
283          */
284         struct pglist_data      *zone_pgdat;
285         /* zone_start_pfn == zone_start_paddr >> PAGE_SHIFT */
286         unsigned long           zone_start_pfn;
287
288         /*
289          * zone_start_pfn, spanned_pages and present_pages are all
290          * protected by span_seqlock.  It is a seqlock because it has
291          * to be read outside of zone->lock, and it is done in the main
292          * allocator path.  But, it is written quite infrequently.
293          *
294          * The lock is declared along with zone->lock because it is
295          * frequently read in proximity to zone->lock.  It's good to
296          * give them a chance of being in the same cacheline.
297          */
298         unsigned long           spanned_pages;  /* total size, including holes */
299         unsigned long           present_pages;  /* amount of memory (excluding holes) */
300
301         /*
302          * rarely used fields:
303          */
304         const char              *name;
305 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
306
307 /*
308  * The "priority" of VM scanning is how much of the queues we will scan in one
309  * go. A value of 12 for DEF_PRIORITY implies that we will scan 1/4096th of the
310  * queues ("queue_length >> 12") during an aging round.
311  */
312 #define DEF_PRIORITY 12
313
314 /* Maximum number of zones on a zonelist */
315 #define MAX_ZONES_PER_ZONELIST (MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES)
316
317 #ifdef CONFIG_NUMA
318 /*
319  * We cache key information from each zonelist for smaller cache
320  * footprint when scanning for free pages in get_page_from_freelist().
321  *
322  * 1) The BITMAP fullzones tracks which zones in a zonelist have come
323  *    up short of free memory since the last time (last_fullzone_zap)
324  *    we zero'd fullzones.
325  * 2) The array z_to_n[] maps each zone in the zonelist to its node
326  *    id, so that we can efficiently evaluate whether that node is
327  *    set in the current tasks mems_allowed.
328  *
329  * Both fullzones and z_to_n[] are one-to-one with the zonelist,
330  * indexed by a zones offset in the zonelist zones[] array.
331  *
332  * The get_page_from_freelist() routine does two scans.  During the
333  * first scan, we skip zones whose corresponding bit in 'fullzones'
334  * is set or whose corresponding node in current->mems_allowed (which
335  * comes from cpusets) is not set.  During the second scan, we bypass
336  * this zonelist_cache, to ensure we look methodically at each zone.
337  *
338  * Once per second, we zero out (zap) fullzones, forcing us to
339  * reconsider nodes that might have regained more free memory.
340  * The field last_full_zap is the time we last zapped fullzones.
341  *
342  * This mechanism reduces the amount of time we waste repeatedly
343  * reexaming zones for free memory when they just came up low on
344  * memory momentarilly ago.
345  *
346  * The zonelist_cache struct members logically belong in struct
347  * zonelist.  However, the mempolicy zonelists constructed for
348  * MPOL_BIND are intentionally variable length (and usually much
349  * shorter).  A general purpose mechanism for handling structs with
350  * multiple variable length members is more mechanism than we want
351  * here.  We resort to some special case hackery instead.
352  *
353  * The MPOL_BIND zonelists don't need this zonelist_cache (in good
354  * part because they are shorter), so we put the fixed length stuff
355  * at the front of the zonelist struct, ending in a variable length
356  * zones[], as is needed by MPOL_BIND.
357  *
358  * Then we put the optional zonelist cache on the end of the zonelist
359  * struct.  This optional stuff is found by a 'zlcache_ptr' pointer in
360  * the fixed length portion at the front of the struct.  This pointer
361  * both enables us to find the zonelist cache, and in the case of
362  * MPOL_BIND zonelists, (which will just set the zlcache_ptr to NULL)
363  * to know that the zonelist cache is not there.
364  *
365  * The end result is that struct zonelists come in two flavors:
366  *  1) The full, fixed length version, shown below, and
367  *  2) The custom zonelists for MPOL_BIND.
368  * The custom MPOL_BIND zonelists have a NULL zlcache_ptr and no zlcache.
369  *
370  * Even though there may be multiple CPU cores on a node modifying
371  * fullzones or last_full_zap in the same zonelist_cache at the same
372  * time, we don't lock it.  This is just hint data - if it is wrong now
373  * and then, the allocator will still function, perhaps a bit slower.
374  */
375
376
377 struct zonelist_cache {
378         unsigned short z_to_n[MAX_ZONES_PER_ZONELIST];          /* zone->nid */
379         DECLARE_BITMAP(fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);      /* zone full? */
380         unsigned long last_full_zap;            /* when last zap'd (jiffies) */
381 };
382 #else
383 struct zonelist_cache;
384 #endif
385
386 /*
387  * One allocation request operates on a zonelist. A zonelist
388  * is a list of zones, the first one is the 'goal' of the
389  * allocation, the other zones are fallback zones, in decreasing
390  * priority.
391  *
392  * If zlcache_ptr is not NULL, then it is just the address of zlcache,
393  * as explained above.  If zlcache_ptr is NULL, there is no zlcache.
394  */
395
396 struct zonelist {
397         struct zonelist_cache *zlcache_ptr;                  // NULL or &zlcache
398         struct zone *zones[MAX_ZONES_PER_ZONELIST + 1];      // NULL delimited
399 #ifdef CONFIG_NUMA
400         struct zonelist_cache zlcache;                       // optional ...
401 #endif
402 };
403
404 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
405 struct node_active_region {
406         unsigned long start_pfn;
407         unsigned long end_pfn;
408         int nid;
409 };
410 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
411
412 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
413 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
414 extern struct page *mem_map;
415 #endif
416
417 /*
418  * The pg_data_t structure is used in machines with CONFIG_DISCONTIGMEM
419  * (mostly NUMA machines?) to denote a higher-level memory zone than the
420  * zone denotes.
421  *
422  * On NUMA machines, each NUMA node would have a pg_data_t to describe
423  * it's memory layout.
424  *
425  * Memory statistics and page replacement data structures are maintained on a
426  * per-zone basis.
427  */
428 struct bootmem_data;
429 typedef struct pglist_data {
430         struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
431         struct zonelist node_zonelists[MAX_NR_ZONES];
432         int nr_zones;
433 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
434         struct page *node_mem_map;
435 #endif
436         struct bootmem_data *bdata;
437 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
438         /*
439          * Must be held any time you expect node_start_pfn, node_present_pages
440          * or node_spanned_pages stay constant.  Holding this will also
441          * guarantee that any pfn_valid() stays that way.
442          *
443          * Nests above zone->lock and zone->size_seqlock.
444          */
445         spinlock_t node_size_lock;
446 #endif
447         unsigned long node_start_pfn;
448         unsigned long node_present_pages; /* total number of physical pages */
449         unsigned long node_spanned_pages; /* total size of physical page
450                                              range, including holes */
451         int node_id;
452         wait_queue_head_t kswapd_wait;
453         struct task_struct *kswapd;
454         int kswapd_max_order;
455 } pg_data_t;
456
457 #define node_present_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_present_pages)
458 #define node_spanned_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages)
459 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
460 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    ((pgdat)->node_mem_map + (pagenr))
461 #else
462 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    pfn_to_page((pgdat)->node_start_pfn + (pagenr))
463 #endif
464 #define nid_page_nr(nid, pagenr)        pgdat_page_nr(NODE_DATA(nid),(pagenr))
465
466 #include <linux/memory_hotplug.h>
467
468 void get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
469                         unsigned long *free);
470 void build_all_zonelists(void);
471 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order);
472 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
473                 int classzone_idx, int alloc_flags);
474 enum memmap_context {
475         MEMMAP_EARLY,
476         MEMMAP_HOTPLUG,
477 };
478 extern int init_currently_empty_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
479                                      unsigned long size,
480                                      enum memmap_context context);
481
482 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORY_PRESENT
483 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
484 #else
485 static inline void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end) {}
486 #endif
487
488 #ifdef CONFIG_NEED_NODE_MEMMAP_SIZE
489 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
490 #endif
491
492 /*
493  * zone_idx() returns 0 for the ZONE_DMA zone, 1 for the ZONE_NORMAL zone, etc.
494  */
495 #define zone_idx(zone)          ((zone) - (zone)->zone_pgdat->node_zones)
496
497 static inline int populated_zone(struct zone *zone)
498 {
499         return (!!zone->present_pages);
500 }
501
502 static inline int is_highmem_idx(enum zone_type idx)
503 {
504 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
505         return (idx == ZONE_HIGHMEM);
506 #else
507         return 0;
508 #endif
509 }
510
511 static inline int is_normal_idx(enum zone_type idx)
512 {
513         return (idx == ZONE_NORMAL);
514 }
515
516 /**
517  * is_highmem - helper function to quickly check if a struct zone is a 
518  *              highmem zone or not.  This is an attempt to keep references
519  *              to ZONE_{DMA/NORMAL/HIGHMEM/etc} in general code to a minimum.
520  * @zone - pointer to struct zone variable
521  */
522 static inline int is_highmem(struct zone *zone)
523 {
524 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
525         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_HIGHMEM;
526 #else
527         return 0;
528 #endif
529 }
530
531 static inline int is_normal(struct zone *zone)
532 {
533         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
534 }
535
536 static inline int is_dma32(struct zone *zone)
537 {
538 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
539         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA32;
540 #else
541         return 0;
542 #endif
543 }
544
545 static inline int is_dma(struct zone *zone)
546 {
547 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
548         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA;
549 #else
550         return 0;
551 #endif
552 }
553
554 /* These two functions are used to setup the per zone pages min values */
555 struct ctl_table;
556 struct file;
557 int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *, 
558                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
559 extern int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1];
560 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
561                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
562 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
563                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
564 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
565                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
566 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
567                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
568
569 extern int numa_zonelist_order_handler(struct ctl_table *, int,
570                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
571 extern char numa_zonelist_order[];
572 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16      /* string buffer size */
573
574 #include <linux/topology.h>
575 /* Returns the number of the current Node. */
576 #ifndef numa_node_id
577 #define numa_node_id()          (cpu_to_node(raw_smp_processor_id()))
578 #endif
579
580 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
581
582 extern struct pglist_data contig_page_data;
583 #define NODE_DATA(nid)          (&contig_page_data)
584 #define NODE_MEM_MAP(nid)       mem_map
585 #define MAX_NODES_SHIFT         1
586
587 #else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
588
589 #include <asm/mmzone.h>
590
591 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
592
593 extern struct pglist_data *first_online_pgdat(void);
594 extern struct pglist_data *next_online_pgdat(struct pglist_data *pgdat);
595 extern struct zone *next_zone(struct zone *zone);
596
597 /**
598  * for_each_pgdat - helper macro to iterate over all nodes
599  * @pgdat - pointer to a pg_data_t variable
600  */
601 #define for_each_online_pgdat(pgdat)                    \
602         for (pgdat = first_online_pgdat();              \
603              pgdat;                                     \
604              pgdat = next_online_pgdat(pgdat))
605 /**
606  * for_each_zone - helper macro to iterate over all memory zones
607  * @zone - pointer to struct zone variable
608  *
609  * The user only needs to declare the zone variable, for_each_zone
610  * fills it in.
611  */
612 #define for_each_zone(zone)                             \
613         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
614              zone;                                      \
615              zone = next_zone(zone))
616
617 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
618 #include <asm/sparsemem.h>
619 #endif
620
621 #if BITS_PER_LONG == 32
622 /*
623  * with 32 bit page->flags field, we reserve 9 bits for node/zone info.
624  * there are 4 zones (3 bits) and this leaves 9-3=6 bits for nodes.
625  */
626 #define FLAGS_RESERVED          9
627
628 #elif BITS_PER_LONG == 64
629 /*
630  * with 64 bit flags field, there's plenty of room.
631  */
632 #define FLAGS_RESERVED          32
633
634 #else
635
636 #error BITS_PER_LONG not defined
637
638 #endif
639
640 #if !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID) && \
641         !defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
642 #define early_pfn_to_nid(nid)  (0UL)
643 #endif
644
645 #ifdef CONFIG_FLATMEM
646 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
647 #endif
648
649 #define pfn_to_section_nr(pfn) ((pfn) >> PFN_SECTION_SHIFT)
650 #define section_nr_to_pfn(sec) ((sec) << PFN_SECTION_SHIFT)
651
652 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
653
654 /*
655  * SECTION_SHIFT                #bits space required to store a section #
656  *
657  * PA_SECTION_SHIFT             physical address to/from section number
658  * PFN_SECTION_SHIFT            pfn to/from section number
659  */
660 #define SECTIONS_SHIFT          (MAX_PHYSMEM_BITS - SECTION_SIZE_BITS)
661
662 #define PA_SECTION_SHIFT        (SECTION_SIZE_BITS)
663 #define PFN_SECTION_SHIFT       (SECTION_SIZE_BITS - PAGE_SHIFT)
664
665 #define NR_MEM_SECTIONS         (1UL << SECTIONS_SHIFT)
666
667 #define PAGES_PER_SECTION       (1UL << PFN_SECTION_SHIFT)
668 #define PAGE_SECTION_MASK       (~(PAGES_PER_SECTION-1))
669
670 #if (MAX_ORDER - 1 + PAGE_SHIFT) > SECTION_SIZE_BITS
671 #error Allocator MAX_ORDER exceeds SECTION_SIZE
672 #endif
673
674 struct page;
675 struct mem_section {
676         /*
677          * This is, logically, a pointer to an array of struct
678          * pages.  However, it is stored with some other magic.
679          * (see sparse.c::sparse_init_one_section())
680          *
681          * Additionally during early boot we encode node id of
682          * the location of the section here to guide allocation.
683          * (see sparse.c::memory_present())
684          *
685          * Making it a UL at least makes someone do a cast
686          * before using it wrong.
687          */
688         unsigned long section_mem_map;
689 };
690
691 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
692 #define SECTIONS_PER_ROOT       (PAGE_SIZE / sizeof (struct mem_section))
693 #else
694 #define SECTIONS_PER_ROOT       1
695 #endif
696
697 #define SECTION_NR_TO_ROOT(sec) ((sec) / SECTIONS_PER_ROOT)
698 #define NR_SECTION_ROOTS        (NR_MEM_SECTIONS / SECTIONS_PER_ROOT)
699 #define SECTION_ROOT_MASK       (SECTIONS_PER_ROOT - 1)
700
701 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
702 extern struct mem_section *mem_section[NR_SECTION_ROOTS];
703 #else
704 extern struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT];
705 #endif
706
707 static inline struct mem_section *__nr_to_section(unsigned long nr)
708 {
709         if (!mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)])
710                 return NULL;
711         return &mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)][nr & SECTION_ROOT_MASK];
712 }
713 extern int __section_nr(struct mem_section* ms);
714
715 /*
716  * We use the lower bits of the mem_map pointer to store
717  * a little bit of information.  There should be at least
718  * 3 bits here due to 32-bit alignment.
719  */
720 #define SECTION_MARKED_PRESENT  (1UL<<0)
721 #define SECTION_HAS_MEM_MAP     (1UL<<1)
722 #define SECTION_MAP_LAST_BIT    (1UL<<2)
723 #define SECTION_MAP_MASK        (~(SECTION_MAP_LAST_BIT-1))
724 #define SECTION_NID_SHIFT       2
725
726 static inline struct page *__section_mem_map_addr(struct mem_section *section)
727 {
728         unsigned long map = section->section_mem_map;
729         map &= SECTION_MAP_MASK;
730         return (struct page *)map;
731 }
732
733 static inline int valid_section(struct mem_section *section)
734 {
735         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_MARKED_PRESENT));
736 }
737
738 static inline int section_has_mem_map(struct mem_section *section)
739 {
740         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_HAS_MEM_MAP));
741 }
742
743 static inline int valid_section_nr(unsigned long nr)
744 {
745         return valid_section(__nr_to_section(nr));
746 }
747
748 static inline struct mem_section *__pfn_to_section(unsigned long pfn)
749 {
750         return __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
751 }
752
753 static inline int pfn_valid(unsigned long pfn)
754 {
755         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
756                 return 0;
757         return valid_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
758 }
759
760 /*
761  * These are _only_ used during initialisation, therefore they
762  * can use __initdata ...  They could have names to indicate
763  * this restriction.
764  */
765 #ifdef CONFIG_NUMA
766 #define pfn_to_nid(pfn)                                                 \
767 ({                                                                      \
768         unsigned long __pfn_to_nid_pfn = (pfn);                         \
769         page_to_nid(pfn_to_page(__pfn_to_nid_pfn));                     \
770 })
771 #else
772 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
773 #endif
774
775 #define early_pfn_valid(pfn)    pfn_valid(pfn)
776 void sparse_init(void);
777 #else
778 #define sparse_init()   do {} while (0)
779 #define sparse_index_init(_sec, _nid)  do {} while (0)
780 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
781
782 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
783 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (early_pfn_to_nid(pfn) == (nid))
784 #else
785 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (1)
786 #endif
787
788 #ifndef early_pfn_valid
789 #define early_pfn_valid(pfn)    (1)
790 #endif
791
792 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
793 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
794
795 /*
796  * If it is possible to have holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES, then we
797  * need to check pfn validility within that MAX_ORDER_NR_PAGES block.
798  * pfn_valid_within() should be used in this case; we optimise this away
799  * when we have no holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES block.
800  */
801 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
802 #define pfn_valid_within(pfn) pfn_valid(pfn)
803 #else
804 #define pfn_valid_within(pfn) (1)
805 #endif
806
807 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
808 #endif /* __KERNEL__ */
809 #endif /* _LINUX_MMZONE_H */