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