mm/page_alloc.c: broken deferred calculation
[sfrench/cifs-2.6.git] / include / linux / mmzone.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MMZONE_H
3 #define _LINUX_MMZONE_H
4
5 #ifndef __ASSEMBLY__
6 #ifndef __GENERATING_BOUNDS_H
7
8 #include <linux/spinlock.h>
9 #include <linux/list.h>
10 #include <linux/wait.h>
11 #include <linux/bitops.h>
12 #include <linux/cache.h>
13 #include <linux/threads.h>
14 #include <linux/numa.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/seqlock.h>
17 #include <linux/nodemask.h>
18 #include <linux/pageblock-flags.h>
19 #include <linux/page-flags-layout.h>
20 #include <linux/atomic.h>
21 #include <asm/page.h>
22
23 /* Free memory management - zoned buddy allocator.  */
24 #ifndef CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
25 #define MAX_ORDER 11
26 #else
27 #define MAX_ORDER CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
28 #endif
29 #define MAX_ORDER_NR_PAGES (1 << (MAX_ORDER - 1))
30
31 /*
32  * PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER is the order at which allocations are deemed
33  * costly to service.  That is between allocation orders which should
34  * coalesce naturally under reasonable reclaim pressure and those which
35  * will not.
36  */
37 #define PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER 3
38
39 enum migratetype {
40         MIGRATE_UNMOVABLE,
41         MIGRATE_MOVABLE,
42         MIGRATE_RECLAIMABLE,
43         MIGRATE_PCPTYPES,       /* the number of types on the pcp lists */
44         MIGRATE_HIGHATOMIC = MIGRATE_PCPTYPES,
45 #ifdef CONFIG_CMA
46         /*
47          * MIGRATE_CMA migration type is designed to mimic the way
48          * ZONE_MOVABLE works.  Only movable pages can be allocated
49          * from MIGRATE_CMA pageblocks and page allocator never
50          * implicitly change migration type of MIGRATE_CMA pageblock.
51          *
52          * The way to use it is to change migratetype of a range of
53          * pageblocks to MIGRATE_CMA which can be done by
54          * __free_pageblock_cma() function.  What is important though
55          * is that a range of pageblocks must be aligned to
56          * MAX_ORDER_NR_PAGES should biggest page be bigger then
57          * a single pageblock.
58          */
59         MIGRATE_CMA,
60 #endif
61 #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
62         MIGRATE_ISOLATE,        /* can't allocate from here */
63 #endif
64         MIGRATE_TYPES
65 };
66
67 /* In mm/page_alloc.c; keep in sync also with show_migration_types() there */
68 extern char * const migratetype_names[MIGRATE_TYPES];
69
70 #ifdef CONFIG_CMA
71 #  define is_migrate_cma(migratetype) unlikely((migratetype) == MIGRATE_CMA)
72 #  define is_migrate_cma_page(_page) (get_pageblock_migratetype(_page) == MIGRATE_CMA)
73 #else
74 #  define is_migrate_cma(migratetype) false
75 #  define is_migrate_cma_page(_page) false
76 #endif
77
78 static inline bool is_migrate_movable(int mt)
79 {
80         return is_migrate_cma(mt) || mt == MIGRATE_MOVABLE;
81 }
82
83 #define for_each_migratetype_order(order, type) \
84         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) \
85                 for (type = 0; type < MIGRATE_TYPES; type++)
86
87 extern int page_group_by_mobility_disabled;
88
89 #define NR_MIGRATETYPE_BITS (PB_migrate_end - PB_migrate + 1)
90 #define MIGRATETYPE_MASK ((1UL << NR_MIGRATETYPE_BITS) - 1)
91
92 #define get_pageblock_migratetype(page)                                 \
93         get_pfnblock_flags_mask(page, page_to_pfn(page),                \
94                         PB_migrate_end, MIGRATETYPE_MASK)
95
96 struct free_area {
97         struct list_head        free_list[MIGRATE_TYPES];
98         unsigned long           nr_free;
99 };
100
101 struct pglist_data;
102
103 /*
104  * zone->lock and the zone lru_lock are two of the hottest locks in the kernel.
105  * So add a wild amount of padding here to ensure that they fall into separate
106  * cachelines.  There are very few zone structures in the machine, so space
107  * consumption is not a concern here.
108  */
109 #if defined(CONFIG_SMP)
110 struct zone_padding {
111         char x[0];
112 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
113 #define ZONE_PADDING(name)      struct zone_padding name;
114 #else
115 #define ZONE_PADDING(name)
116 #endif
117
118 #ifdef CONFIG_NUMA
119 enum numa_stat_item {
120         NUMA_HIT,               /* allocated in intended node */
121         NUMA_MISS,              /* allocated in non intended node */
122         NUMA_FOREIGN,           /* was intended here, hit elsewhere */
123         NUMA_INTERLEAVE_HIT,    /* interleaver preferred this zone */
124         NUMA_LOCAL,             /* allocation from local node */
125         NUMA_OTHER,             /* allocation from other node */
126         NR_VM_NUMA_STAT_ITEMS
127 };
128 #else
129 #define NR_VM_NUMA_STAT_ITEMS 0
130 #endif
131
132 enum zone_stat_item {
133         /* First 128 byte cacheline (assuming 64 bit words) */
134         NR_FREE_PAGES,
135         NR_ZONE_LRU_BASE, /* Used only for compaction and reclaim retry */
136         NR_ZONE_INACTIVE_ANON = NR_ZONE_LRU_BASE,
137         NR_ZONE_ACTIVE_ANON,
138         NR_ZONE_INACTIVE_FILE,
139         NR_ZONE_ACTIVE_FILE,
140         NR_ZONE_UNEVICTABLE,
141         NR_ZONE_WRITE_PENDING,  /* Count of dirty, writeback and unstable pages */
142         NR_MLOCK,               /* mlock()ed pages found and moved off LRU */
143         NR_PAGETABLE,           /* used for pagetables */
144         NR_KERNEL_STACK_KB,     /* measured in KiB */
145         /* Second 128 byte cacheline */
146         NR_BOUNCE,
147 #if IS_ENABLED(CONFIG_ZSMALLOC)
148         NR_ZSPAGES,             /* allocated in zsmalloc */
149 #endif
150         NR_FREE_CMA_PAGES,
151         NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS };
152
153 enum node_stat_item {
154         NR_LRU_BASE,
155         NR_INACTIVE_ANON = NR_LRU_BASE, /* must match order of LRU_[IN]ACTIVE */
156         NR_ACTIVE_ANON,         /*  "     "     "   "       "         */
157         NR_INACTIVE_FILE,       /*  "     "     "   "       "         */
158         NR_ACTIVE_FILE,         /*  "     "     "   "       "         */
159         NR_UNEVICTABLE,         /*  "     "     "   "       "         */
160         NR_SLAB_RECLAIMABLE,
161         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
162         NR_ISOLATED_ANON,       /* Temporary isolated pages from anon lru */
163         NR_ISOLATED_FILE,       /* Temporary isolated pages from file lru */
164         WORKINGSET_REFAULT,
165         WORKINGSET_ACTIVATE,
166         WORKINGSET_NODERECLAIM,
167         NR_ANON_MAPPED, /* Mapped anonymous pages */
168         NR_FILE_MAPPED, /* pagecache pages mapped into pagetables.
169                            only modified from process context */
170         NR_FILE_PAGES,
171         NR_FILE_DIRTY,
172         NR_WRITEBACK,
173         NR_WRITEBACK_TEMP,      /* Writeback using temporary buffers */
174         NR_SHMEM,               /* shmem pages (included tmpfs/GEM pages) */
175         NR_SHMEM_THPS,
176         NR_SHMEM_PMDMAPPED,
177         NR_ANON_THPS,
178         NR_UNSTABLE_NFS,        /* NFS unstable pages */
179         NR_VMSCAN_WRITE,
180         NR_VMSCAN_IMMEDIATE,    /* Prioritise for reclaim when writeback ends */
181         NR_DIRTIED,             /* page dirtyings since bootup */
182         NR_WRITTEN,             /* page writings since bootup */
183         NR_VM_NODE_STAT_ITEMS
184 };
185
186 /*
187  * We do arithmetic on the LRU lists in various places in the code,
188  * so it is important to keep the active lists LRU_ACTIVE higher in
189  * the array than the corresponding inactive lists, and to keep
190  * the *_FILE lists LRU_FILE higher than the corresponding _ANON lists.
191  *
192  * This has to be kept in sync with the statistics in zone_stat_item
193  * above and the descriptions in vmstat_text in mm/vmstat.c
194  */
195 #define LRU_BASE 0
196 #define LRU_ACTIVE 1
197 #define LRU_FILE 2
198
199 enum lru_list {
200         LRU_INACTIVE_ANON = LRU_BASE,
201         LRU_ACTIVE_ANON = LRU_BASE + LRU_ACTIVE,
202         LRU_INACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE,
203         LRU_ACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE + LRU_ACTIVE,
204         LRU_UNEVICTABLE,
205         NR_LRU_LISTS
206 };
207
208 #define for_each_lru(lru) for (lru = 0; lru < NR_LRU_LISTS; lru++)
209
210 #define for_each_evictable_lru(lru) for (lru = 0; lru <= LRU_ACTIVE_FILE; lru++)
211
212 static inline int is_file_lru(enum lru_list lru)
213 {
214         return (lru == LRU_INACTIVE_FILE || lru == LRU_ACTIVE_FILE);
215 }
216
217 static inline int is_active_lru(enum lru_list lru)
218 {
219         return (lru == LRU_ACTIVE_ANON || lru == LRU_ACTIVE_FILE);
220 }
221
222 struct zone_reclaim_stat {
223         /*
224          * The pageout code in vmscan.c keeps track of how many of the
225          * mem/swap backed and file backed pages are referenced.
226          * The higher the rotated/scanned ratio, the more valuable
227          * that cache is.
228          *
229          * The anon LRU stats live in [0], file LRU stats in [1]
230          */
231         unsigned long           recent_rotated[2];
232         unsigned long           recent_scanned[2];
233 };
234
235 struct lruvec {
236         struct list_head                lists[NR_LRU_LISTS];
237         struct zone_reclaim_stat        reclaim_stat;
238         /* Evictions & activations on the inactive file list */
239         atomic_long_t                   inactive_age;
240         /* Refaults at the time of last reclaim cycle */
241         unsigned long                   refaults;
242 #ifdef CONFIG_MEMCG
243         struct pglist_data *pgdat;
244 #endif
245 };
246
247 /* Mask used at gathering information at once (see memcontrol.c) */
248 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
249 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
250 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
251
252 /* Isolate unmapped file */
253 #define ISOLATE_UNMAPPED        ((__force isolate_mode_t)0x2)
254 /* Isolate for asynchronous migration */
255 #define ISOLATE_ASYNC_MIGRATE   ((__force isolate_mode_t)0x4)
256 /* Isolate unevictable pages */
257 #define ISOLATE_UNEVICTABLE     ((__force isolate_mode_t)0x8)
258
259 /* LRU Isolation modes. */
260 typedef unsigned __bitwise isolate_mode_t;
261
262 enum zone_watermarks {
263         WMARK_MIN,
264         WMARK_LOW,
265         WMARK_HIGH,
266         NR_WMARK
267 };
268
269 #define min_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_MIN])
270 #define low_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_LOW])
271 #define high_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_HIGH])
272
273 struct per_cpu_pages {
274         int count;              /* number of pages in the list */
275         int high;               /* high watermark, emptying needed */
276         int batch;              /* chunk size for buddy add/remove */
277
278         /* Lists of pages, one per migrate type stored on the pcp-lists */
279         struct list_head lists[MIGRATE_PCPTYPES];
280 };
281
282 struct per_cpu_pageset {
283         struct per_cpu_pages pcp;
284 #ifdef CONFIG_NUMA
285         s8 expire;
286         u16 vm_numa_stat_diff[NR_VM_NUMA_STAT_ITEMS];
287 #endif
288 #ifdef CONFIG_SMP
289         s8 stat_threshold;
290         s8 vm_stat_diff[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
291 #endif
292 };
293
294 struct per_cpu_nodestat {
295         s8 stat_threshold;
296         s8 vm_node_stat_diff[NR_VM_NODE_STAT_ITEMS];
297 };
298
299 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
300
301 enum zone_type {
302 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
303         /*
304          * ZONE_DMA is used when there are devices that are not able
305          * to do DMA to all of addressable memory (ZONE_NORMAL). Then we
306          * carve out the portion of memory that is needed for these devices.
307          * The range is arch specific.
308          *
309          * Some examples
310          *
311          * Architecture         Limit
312          * ---------------------------
313          * parisc, ia64, sparc  <4G
314          * s390                 <2G
315          * arm                  Various
316          * alpha                Unlimited or 0-16MB.
317          *
318          * i386, x86_64 and multiple other arches
319          *                      <16M.
320          */
321         ZONE_DMA,
322 #endif
323 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
324         /*
325          * x86_64 needs two ZONE_DMAs because it supports devices that are
326          * only able to do DMA to the lower 16M but also 32 bit devices that
327          * can only do DMA areas below 4G.
328          */
329         ZONE_DMA32,
330 #endif
331         /*
332          * Normal addressable memory is in ZONE_NORMAL. DMA operations can be
333          * performed on pages in ZONE_NORMAL if the DMA devices support
334          * transfers to all addressable memory.
335          */
336         ZONE_NORMAL,
337 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
338         /*
339          * A memory area that is only addressable by the kernel through
340          * mapping portions into its own address space. This is for example
341          * used by i386 to allow the kernel to address the memory beyond
342          * 900MB. The kernel will set up special mappings (page
343          * table entries on i386) for each page that the kernel needs to
344          * access.
345          */
346         ZONE_HIGHMEM,
347 #endif
348         ZONE_MOVABLE,
349 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
350         ZONE_DEVICE,
351 #endif
352         __MAX_NR_ZONES
353
354 };
355
356 #ifndef __GENERATING_BOUNDS_H
357
358 struct zone {
359         /* Read-mostly fields */
360
361         /* zone watermarks, access with *_wmark_pages(zone) macros */
362         unsigned long watermark[NR_WMARK];
363
364         unsigned long nr_reserved_highatomic;
365
366         /*
367          * We don't know if the memory that we're going to allocate will be
368          * freeable or/and it will be released eventually, so to avoid totally
369          * wasting several GB of ram we must reserve some of the lower zone
370          * memory (otherwise we risk to run OOM on the lower zones despite
371          * there being tons of freeable ram on the higher zones).  This array is
372          * recalculated at runtime if the sysctl_lowmem_reserve_ratio sysctl
373          * changes.
374          */
375         long lowmem_reserve[MAX_NR_ZONES];
376
377 #ifdef CONFIG_NUMA
378         int node;
379 #endif
380         struct pglist_data      *zone_pgdat;
381         struct per_cpu_pageset __percpu *pageset;
382
383 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
384         /*
385          * Flags for a pageblock_nr_pages block. See pageblock-flags.h.
386          * In SPARSEMEM, this map is stored in struct mem_section
387          */
388         unsigned long           *pageblock_flags;
389 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
390
391         /* zone_start_pfn == zone_start_paddr >> PAGE_SHIFT */
392         unsigned long           zone_start_pfn;
393
394         /*
395          * spanned_pages is the total pages spanned by the zone, including
396          * holes, which is calculated as:
397          *      spanned_pages = zone_end_pfn - zone_start_pfn;
398          *
399          * present_pages is physical pages existing within the zone, which
400          * is calculated as:
401          *      present_pages = spanned_pages - absent_pages(pages in holes);
402          *
403          * managed_pages is present pages managed by the buddy system, which
404          * is calculated as (reserved_pages includes pages allocated by the
405          * bootmem allocator):
406          *      managed_pages = present_pages - reserved_pages;
407          *
408          * So present_pages may be used by memory hotplug or memory power
409          * management logic to figure out unmanaged pages by checking
410          * (present_pages - managed_pages). And managed_pages should be used
411          * by page allocator and vm scanner to calculate all kinds of watermarks
412          * and thresholds.
413          *
414          * Locking rules:
415          *
416          * zone_start_pfn and spanned_pages are protected by span_seqlock.
417          * It is a seqlock because it has to be read outside of zone->lock,
418          * and it is done in the main allocator path.  But, it is written
419          * quite infrequently.
420          *
421          * The span_seq lock is declared along with zone->lock because it is
422          * frequently read in proximity to zone->lock.  It's good to
423          * give them a chance of being in the same cacheline.
424          *
425          * Write access to present_pages at runtime should be protected by
426          * mem_hotplug_begin/end(). Any reader who can't tolerant drift of
427          * present_pages should get_online_mems() to get a stable value.
428          *
429          * Read access to managed_pages should be safe because it's unsigned
430          * long. Write access to zone->managed_pages and totalram_pages are
431          * protected by managed_page_count_lock at runtime. Idealy only
432          * adjust_managed_page_count() should be used instead of directly
433          * touching zone->managed_pages and totalram_pages.
434          */
435         unsigned long           managed_pages;
436         unsigned long           spanned_pages;
437         unsigned long           present_pages;
438
439         const char              *name;
440
441 #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
442         /*
443          * Number of isolated pageblock. It is used to solve incorrect
444          * freepage counting problem due to racy retrieving migratetype
445          * of pageblock. Protected by zone->lock.
446          */
447         unsigned long           nr_isolate_pageblock;
448 #endif
449
450 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
451         /* see spanned/present_pages for more description */
452         seqlock_t               span_seqlock;
453 #endif
454
455         int initialized;
456
457         /* Write-intensive fields used from the page allocator */
458         ZONE_PADDING(_pad1_)
459
460         /* free areas of different sizes */
461         struct free_area        free_area[MAX_ORDER];
462
463         /* zone flags, see below */
464         unsigned long           flags;
465
466         /* Primarily protects free_area */
467         spinlock_t              lock;
468
469         /* Write-intensive fields used by compaction and vmstats. */
470         ZONE_PADDING(_pad2_)
471
472         /*
473          * When free pages are below this point, additional steps are taken
474          * when reading the number of free pages to avoid per-cpu counter
475          * drift allowing watermarks to be breached
476          */
477         unsigned long percpu_drift_mark;
478
479 #if defined CONFIG_COMPACTION || defined CONFIG_CMA
480         /* pfn where compaction free scanner should start */
481         unsigned long           compact_cached_free_pfn;
482         /* pfn where async and sync compaction migration scanner should start */
483         unsigned long           compact_cached_migrate_pfn[2];
484 #endif
485
486 #ifdef CONFIG_COMPACTION
487         /*
488          * On compaction failure, 1<<compact_defer_shift compactions
489          * are skipped before trying again. The number attempted since
490          * last failure is tracked with compact_considered.
491          */
492         unsigned int            compact_considered;
493         unsigned int            compact_defer_shift;
494         int                     compact_order_failed;
495 #endif
496
497 #if defined CONFIG_COMPACTION || defined CONFIG_CMA
498         /* Set to true when the PG_migrate_skip bits should be cleared */
499         bool                    compact_blockskip_flush;
500 #endif
501
502         bool                    contiguous;
503
504         ZONE_PADDING(_pad3_)
505         /* Zone statistics */
506         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
507         atomic_long_t           vm_numa_stat[NR_VM_NUMA_STAT_ITEMS];
508 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
509
510 enum pgdat_flags {
511         PGDAT_CONGESTED,                /* pgdat has many dirty pages backed by
512                                          * a congested BDI
513                                          */
514         PGDAT_DIRTY,                    /* reclaim scanning has recently found
515                                          * many dirty file pages at the tail
516                                          * of the LRU.
517                                          */
518         PGDAT_WRITEBACK,                /* reclaim scanning has recently found
519                                          * many pages under writeback
520                                          */
521         PGDAT_RECLAIM_LOCKED,           /* prevents concurrent reclaim */
522 };
523
524 static inline unsigned long zone_end_pfn(const struct zone *zone)
525 {
526         return zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
527 }
528
529 static inline bool zone_spans_pfn(const struct zone *zone, unsigned long pfn)
530 {
531         return zone->zone_start_pfn <= pfn && pfn < zone_end_pfn(zone);
532 }
533
534 static inline bool zone_is_initialized(struct zone *zone)
535 {
536         return zone->initialized;
537 }
538
539 static inline bool zone_is_empty(struct zone *zone)
540 {
541         return zone->spanned_pages == 0;
542 }
543
544 /*
545  * Return true if [start_pfn, start_pfn + nr_pages) range has a non-empty
546  * intersection with the given zone
547  */
548 static inline bool zone_intersects(struct zone *zone,
549                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
550 {
551         if (zone_is_empty(zone))
552                 return false;
553         if (start_pfn >= zone_end_pfn(zone) ||
554             start_pfn + nr_pages <= zone->zone_start_pfn)
555                 return false;
556
557         return true;
558 }
559
560 /*
561  * The "priority" of VM scanning is how much of the queues we will scan in one
562  * go. A value of 12 for DEF_PRIORITY implies that we will scan 1/4096th of the
563  * queues ("queue_length >> 12") during an aging round.
564  */
565 #define DEF_PRIORITY 12
566
567 /* Maximum number of zones on a zonelist */
568 #define MAX_ZONES_PER_ZONELIST (MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES)
569
570 enum {
571         ZONELIST_FALLBACK,      /* zonelist with fallback */
572 #ifdef CONFIG_NUMA
573         /*
574          * The NUMA zonelists are doubled because we need zonelists that
575          * restrict the allocations to a single node for __GFP_THISNODE.
576          */
577         ZONELIST_NOFALLBACK,    /* zonelist without fallback (__GFP_THISNODE) */
578 #endif
579         MAX_ZONELISTS
580 };
581
582 /*
583  * This struct contains information about a zone in a zonelist. It is stored
584  * here to avoid dereferences into large structures and lookups of tables
585  */
586 struct zoneref {
587         struct zone *zone;      /* Pointer to actual zone */
588         int zone_idx;           /* zone_idx(zoneref->zone) */
589 };
590
591 /*
592  * One allocation request operates on a zonelist. A zonelist
593  * is a list of zones, the first one is the 'goal' of the
594  * allocation, the other zones are fallback zones, in decreasing
595  * priority.
596  *
597  * To speed the reading of the zonelist, the zonerefs contain the zone index
598  * of the entry being read. Helper functions to access information given
599  * a struct zoneref are
600  *
601  * zonelist_zone()      - Return the struct zone * for an entry in _zonerefs
602  * zonelist_zone_idx()  - Return the index of the zone for an entry
603  * zonelist_node_idx()  - Return the index of the node for an entry
604  */
605 struct zonelist {
606         struct zoneref _zonerefs[MAX_ZONES_PER_ZONELIST + 1];
607 };
608
609 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
610 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
611 extern struct page *mem_map;
612 #endif
613
614 /*
615  * On NUMA machines, each NUMA node would have a pg_data_t to describe
616  * it's memory layout. On UMA machines there is a single pglist_data which
617  * describes the whole memory.
618  *
619  * Memory statistics and page replacement data structures are maintained on a
620  * per-zone basis.
621  */
622 struct bootmem_data;
623 typedef struct pglist_data {
624         struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
625         struct zonelist node_zonelists[MAX_ZONELISTS];
626         int nr_zones;
627 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP /* means !SPARSEMEM */
628         struct page *node_mem_map;
629 #ifdef CONFIG_PAGE_EXTENSION
630         struct page_ext *node_page_ext;
631 #endif
632 #endif
633 #ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM
634         struct bootmem_data *bdata;
635 #endif
636 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
637         /*
638          * Must be held any time you expect node_start_pfn, node_present_pages
639          * or node_spanned_pages stay constant.  Holding this will also
640          * guarantee that any pfn_valid() stays that way.
641          *
642          * pgdat_resize_lock() and pgdat_resize_unlock() are provided to
643          * manipulate node_size_lock without checking for CONFIG_MEMORY_HOTPLUG.
644          *
645          * Nests above zone->lock and zone->span_seqlock
646          */
647         spinlock_t node_size_lock;
648 #endif
649         unsigned long node_start_pfn;
650         unsigned long node_present_pages; /* total number of physical pages */
651         unsigned long node_spanned_pages; /* total size of physical page
652                                              range, including holes */
653         int node_id;
654         wait_queue_head_t kswapd_wait;
655         wait_queue_head_t pfmemalloc_wait;
656         struct task_struct *kswapd;     /* Protected by
657                                            mem_hotplug_begin/end() */
658         int kswapd_order;
659         enum zone_type kswapd_classzone_idx;
660
661         int kswapd_failures;            /* Number of 'reclaimed == 0' runs */
662
663 #ifdef CONFIG_COMPACTION
664         int kcompactd_max_order;
665         enum zone_type kcompactd_classzone_idx;
666         wait_queue_head_t kcompactd_wait;
667         struct task_struct *kcompactd;
668 #endif
669 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
670         /* Lock serializing the migrate rate limiting window */
671         spinlock_t numabalancing_migrate_lock;
672
673         /* Rate limiting time interval */
674         unsigned long numabalancing_migrate_next_window;
675
676         /* Number of pages migrated during the rate limiting time interval */
677         unsigned long numabalancing_migrate_nr_pages;
678 #endif
679         /*
680          * This is a per-node reserve of pages that are not available
681          * to userspace allocations.
682          */
683         unsigned long           totalreserve_pages;
684
685 #ifdef CONFIG_NUMA
686         /*
687          * zone reclaim becomes active if more unmapped pages exist.
688          */
689         unsigned long           min_unmapped_pages;
690         unsigned long           min_slab_pages;
691 #endif /* CONFIG_NUMA */
692
693         /* Write-intensive fields used by page reclaim */
694         ZONE_PADDING(_pad1_)
695         spinlock_t              lru_lock;
696
697 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
698         /*
699          * If memory initialisation on large machines is deferred then this
700          * is the first PFN that needs to be initialised.
701          */
702         unsigned long first_deferred_pfn;
703         /* Number of non-deferred pages */
704         unsigned long static_init_pgcnt;
705 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
706
707 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
708         spinlock_t split_queue_lock;
709         struct list_head split_queue;
710         unsigned long split_queue_len;
711 #endif
712
713         /* Fields commonly accessed by the page reclaim scanner */
714         struct lruvec           lruvec;
715
716         unsigned long           flags;
717
718         ZONE_PADDING(_pad2_)
719
720         /* Per-node vmstats */
721         struct per_cpu_nodestat __percpu *per_cpu_nodestats;
722         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_NODE_STAT_ITEMS];
723 } pg_data_t;
724
725 #define node_present_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_present_pages)
726 #define node_spanned_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages)
727 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
728 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    ((pgdat)->node_mem_map + (pagenr))
729 #else
730 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    pfn_to_page((pgdat)->node_start_pfn + (pagenr))
731 #endif
732 #define nid_page_nr(nid, pagenr)        pgdat_page_nr(NODE_DATA(nid),(pagenr))
733
734 #define node_start_pfn(nid)     (NODE_DATA(nid)->node_start_pfn)
735 #define node_end_pfn(nid) pgdat_end_pfn(NODE_DATA(nid))
736 static inline spinlock_t *zone_lru_lock(struct zone *zone)
737 {
738         return &zone->zone_pgdat->lru_lock;
739 }
740
741 static inline struct lruvec *node_lruvec(struct pglist_data *pgdat)
742 {
743         return &pgdat->lruvec;
744 }
745
746 static inline unsigned long pgdat_end_pfn(pg_data_t *pgdat)
747 {
748         return pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
749 }
750
751 static inline bool pgdat_is_empty(pg_data_t *pgdat)
752 {
753         return !pgdat->node_start_pfn && !pgdat->node_spanned_pages;
754 }
755
756 static inline int zone_id(const struct zone *zone)
757 {
758         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
759
760         return zone - pgdat->node_zones;
761 }
762
763 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
764 static inline bool is_dev_zone(const struct zone *zone)
765 {
766         return zone_id(zone) == ZONE_DEVICE;
767 }
768 #else
769 static inline bool is_dev_zone(const struct zone *zone)
770 {
771         return false;
772 }
773 #endif
774
775 #include <linux/memory_hotplug.h>
776
777 void build_all_zonelists(pg_data_t *pgdat);
778 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx);
779 bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, unsigned int order, unsigned long mark,
780                          int classzone_idx, unsigned int alloc_flags,
781                          long free_pages);
782 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, unsigned int order,
783                 unsigned long mark, int classzone_idx,
784                 unsigned int alloc_flags);
785 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, unsigned int order,
786                 unsigned long mark, int classzone_idx);
787 enum memmap_context {
788         MEMMAP_EARLY,
789         MEMMAP_HOTPLUG,
790 };
791 extern void init_currently_empty_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
792                                      unsigned long size);
793
794 extern void lruvec_init(struct lruvec *lruvec);
795
796 static inline struct pglist_data *lruvec_pgdat(struct lruvec *lruvec)
797 {
798 #ifdef CONFIG_MEMCG
799         return lruvec->pgdat;
800 #else
801         return container_of(lruvec, struct pglist_data, lruvec);
802 #endif
803 }
804
805 extern unsigned long lruvec_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru, int zone_idx);
806
807 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORY_PRESENT
808 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
809 #else
810 static inline void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end) {}
811 #endif
812
813 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
814 int local_memory_node(int node_id);
815 #else
816 static inline int local_memory_node(int node_id) { return node_id; };
817 #endif
818
819 #ifdef CONFIG_NEED_NODE_MEMMAP_SIZE
820 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
821 #endif
822
823 /*
824  * zone_idx() returns 0 for the ZONE_DMA zone, 1 for the ZONE_NORMAL zone, etc.
825  */
826 #define zone_idx(zone)          ((zone) - (zone)->zone_pgdat->node_zones)
827
828 /*
829  * Returns true if a zone has pages managed by the buddy allocator.
830  * All the reclaim decisions have to use this function rather than
831  * populated_zone(). If the whole zone is reserved then we can easily
832  * end up with populated_zone() && !managed_zone().
833  */
834 static inline bool managed_zone(struct zone *zone)
835 {
836         return zone->managed_pages;
837 }
838
839 /* Returns true if a zone has memory */
840 static inline bool populated_zone(struct zone *zone)
841 {
842         return zone->present_pages;
843 }
844
845 extern int movable_zone;
846
847 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
848 static inline int zone_movable_is_highmem(void)
849 {
850 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
851         return movable_zone == ZONE_HIGHMEM;
852 #else
853         return (ZONE_MOVABLE - 1) == ZONE_HIGHMEM;
854 #endif
855 }
856 #endif
857
858 static inline int is_highmem_idx(enum zone_type idx)
859 {
860 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
861         return (idx == ZONE_HIGHMEM ||
862                 (idx == ZONE_MOVABLE && zone_movable_is_highmem()));
863 #else
864         return 0;
865 #endif
866 }
867
868 /**
869  * is_highmem - helper function to quickly check if a struct zone is a 
870  *              highmem zone or not.  This is an attempt to keep references
871  *              to ZONE_{DMA/NORMAL/HIGHMEM/etc} in general code to a minimum.
872  * @zone - pointer to struct zone variable
873  */
874 static inline int is_highmem(struct zone *zone)
875 {
876 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
877         return is_highmem_idx(zone_idx(zone));
878 #else
879         return 0;
880 #endif
881 }
882
883 /* These two functions are used to setup the per zone pages min values */
884 struct ctl_table;
885 int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
886                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
887 int watermark_scale_factor_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
888                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
889 extern int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1];
890 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
891                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
892 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
893                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
894 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
895                         void __user *, size_t *, loff_t *);
896 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
897                         void __user *, size_t *, loff_t *);
898
899 extern int numa_zonelist_order_handler(struct ctl_table *, int,
900                         void __user *, size_t *, loff_t *);
901 extern char numa_zonelist_order[];
902 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
903
904 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
905
906 extern struct pglist_data contig_page_data;
907 #define NODE_DATA(nid)          (&contig_page_data)
908 #define NODE_MEM_MAP(nid)       mem_map
909
910 #else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
911
912 #include <asm/mmzone.h>
913
914 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
915
916 extern struct pglist_data *first_online_pgdat(void);
917 extern struct pglist_data *next_online_pgdat(struct pglist_data *pgdat);
918 extern struct zone *next_zone(struct zone *zone);
919
920 /**
921  * for_each_online_pgdat - helper macro to iterate over all online nodes
922  * @pgdat - pointer to a pg_data_t variable
923  */
924 #define for_each_online_pgdat(pgdat)                    \
925         for (pgdat = first_online_pgdat();              \
926              pgdat;                                     \
927              pgdat = next_online_pgdat(pgdat))
928 /**
929  * for_each_zone - helper macro to iterate over all memory zones
930  * @zone - pointer to struct zone variable
931  *
932  * The user only needs to declare the zone variable, for_each_zone
933  * fills it in.
934  */
935 #define for_each_zone(zone)                             \
936         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
937              zone;                                      \
938              zone = next_zone(zone))
939
940 #define for_each_populated_zone(zone)                   \
941         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
942              zone;                                      \
943              zone = next_zone(zone))                    \
944                 if (!populated_zone(zone))              \
945                         ; /* do nothing */              \
946                 else
947
948 static inline struct zone *zonelist_zone(struct zoneref *zoneref)
949 {
950         return zoneref->zone;
951 }
952
953 static inline int zonelist_zone_idx(struct zoneref *zoneref)
954 {
955         return zoneref->zone_idx;
956 }
957
958 static inline int zonelist_node_idx(struct zoneref *zoneref)
959 {
960 #ifdef CONFIG_NUMA
961         /* zone_to_nid not available in this context */
962         return zoneref->zone->node;
963 #else
964         return 0;
965 #endif /* CONFIG_NUMA */
966 }
967
968 struct zoneref *__next_zones_zonelist(struct zoneref *z,
969                                         enum zone_type highest_zoneidx,
970                                         nodemask_t *nodes);
971
972 /**
973  * 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
974  * @z - The cursor used as a starting point for the search
975  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
976  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
977  *
978  * This function returns the next zone at or below a given zone index that is
979  * within the allowed nodemask using a cursor as the starting point for the
980  * search. The zoneref returned is a cursor that represents the current zone
981  * being examined. It should be advanced by one before calling
982  * next_zones_zonelist again.
983  */
984 static __always_inline struct zoneref *next_zones_zonelist(struct zoneref *z,
985                                         enum zone_type highest_zoneidx,
986                                         nodemask_t *nodes)
987 {
988         if (likely(!nodes && zonelist_zone_idx(z) <= highest_zoneidx))
989                 return z;
990         return __next_zones_zonelist(z, highest_zoneidx, nodes);
991 }
992
993 /**
994  * first_zones_zonelist - Returns the first zone at or below highest_zoneidx within the allowed nodemask in a zonelist
995  * @zonelist - The zonelist to search for a suitable zone
996  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
997  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
998  * @return - Zoneref pointer for the first suitable zone found (see below)
999  *
1000  * This function returns the first zone at or below a given zone index that is
1001  * within the allowed nodemask. The zoneref returned is a cursor that can be
1002  * used to iterate the zonelist with next_zones_zonelist by advancing it by
1003  * one before calling.
1004  *
1005  * When no eligible zone is found, zoneref->zone is NULL (zoneref itself is
1006  * never NULL). This may happen either genuinely, or due to concurrent nodemask
1007  * update due to cpuset modification.
1008  */
1009 static inline struct zoneref *first_zones_zonelist(struct zonelist *zonelist,
1010                                         enum zone_type highest_zoneidx,
1011                                         nodemask_t *nodes)
1012 {
1013         return next_zones_zonelist(zonelist->_zonerefs,
1014                                                         highest_zoneidx, nodes);
1015 }
1016
1017 /**
1018  * 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
1019  * @zone - The current zone in the iterator
1020  * @z - The current pointer within zonelist->zones being iterated
1021  * @zlist - The zonelist being iterated
1022  * @highidx - The zone index of the highest zone to return
1023  * @nodemask - Nodemask allowed by the allocator
1024  *
1025  * This iterator iterates though all zones at or below a given zone index and
1026  * within a given nodemask
1027  */
1028 #define for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, nodemask) \
1029         for (z = first_zones_zonelist(zlist, highidx, nodemask), zone = zonelist_zone(z);       \
1030                 zone;                                                   \
1031                 z = next_zones_zonelist(++z, highidx, nodemask),        \
1032                         zone = zonelist_zone(z))
1033
1034 #define for_next_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, nodemask) \
1035         for (zone = z->zone;    \
1036                 zone;                                                   \
1037                 z = next_zones_zonelist(++z, highidx, nodemask),        \
1038                         zone = zonelist_zone(z))
1039
1040
1041 /**
1042  * for_each_zone_zonelist - helper macro to iterate over valid zones in a zonelist at or below a given zone index
1043  * @zone - The current zone in the iterator
1044  * @z - The current pointer within zonelist->zones being iterated
1045  * @zlist - The zonelist being iterated
1046  * @highidx - The zone index of the highest zone to return
1047  *
1048  * This iterator iterates though all zones at or below a given zone index.
1049  */
1050 #define for_each_zone_zonelist(zone, z, zlist, highidx) \
1051         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, NULL)
1052
1053 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
1054 #include <asm/sparsemem.h>
1055 #endif
1056
1057 #if !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID) && \
1058         !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP)
1059 static inline unsigned long early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
1060 {
1061         BUILD_BUG_ON(IS_ENABLED(CONFIG_NUMA));
1062         return 0;
1063 }
1064 #endif
1065
1066 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1067 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
1068 #endif
1069
1070 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
1071
1072 /*
1073  * SECTION_SHIFT                #bits space required to store a section #
1074  *
1075  * PA_SECTION_SHIFT             physical address to/from section number
1076  * PFN_SECTION_SHIFT            pfn to/from section number
1077  */
1078 #define PA_SECTION_SHIFT        (SECTION_SIZE_BITS)
1079 #define PFN_SECTION_SHIFT       (SECTION_SIZE_BITS - PAGE_SHIFT)
1080
1081 #define NR_MEM_SECTIONS         (1UL << SECTIONS_SHIFT)
1082
1083 #define PAGES_PER_SECTION       (1UL << PFN_SECTION_SHIFT)
1084 #define PAGE_SECTION_MASK       (~(PAGES_PER_SECTION-1))
1085
1086 #define SECTION_BLOCKFLAGS_BITS \
1087         ((1UL << (PFN_SECTION_SHIFT - pageblock_order)) * NR_PAGEBLOCK_BITS)
1088
1089 #if (MAX_ORDER - 1 + PAGE_SHIFT) > SECTION_SIZE_BITS
1090 #error Allocator MAX_ORDER exceeds SECTION_SIZE
1091 #endif
1092
1093 static inline unsigned long pfn_to_section_nr(unsigned long pfn)
1094 {
1095         return pfn >> PFN_SECTION_SHIFT;
1096 }
1097 static inline unsigned long section_nr_to_pfn(unsigned long sec)
1098 {
1099         return sec << PFN_SECTION_SHIFT;
1100 }
1101
1102 #define SECTION_ALIGN_UP(pfn)   (((pfn) + PAGES_PER_SECTION - 1) & PAGE_SECTION_MASK)
1103 #define SECTION_ALIGN_DOWN(pfn) ((pfn) & PAGE_SECTION_MASK)
1104
1105 struct page;
1106 struct page_ext;
1107 struct mem_section {
1108         /*
1109          * This is, logically, a pointer to an array of struct
1110          * pages.  However, it is stored with some other magic.
1111          * (see sparse.c::sparse_init_one_section())
1112          *
1113          * Additionally during early boot we encode node id of
1114          * the location of the section here to guide allocation.
1115          * (see sparse.c::memory_present())
1116          *
1117          * Making it a UL at least makes someone do a cast
1118          * before using it wrong.
1119          */
1120         unsigned long section_mem_map;
1121
1122         /* See declaration of similar field in struct zone */
1123         unsigned long *pageblock_flags;
1124 #ifdef CONFIG_PAGE_EXTENSION
1125         /*
1126          * If SPARSEMEM, pgdat doesn't have page_ext pointer. We use
1127          * section. (see page_ext.h about this.)
1128          */
1129         struct page_ext *page_ext;
1130         unsigned long pad;
1131 #endif
1132         /*
1133          * WARNING: mem_section must be a power-of-2 in size for the
1134          * calculation and use of SECTION_ROOT_MASK to make sense.
1135          */
1136 };
1137
1138 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
1139 #define SECTIONS_PER_ROOT       (PAGE_SIZE / sizeof (struct mem_section))
1140 #else
1141 #define SECTIONS_PER_ROOT       1
1142 #endif
1143
1144 #define SECTION_NR_TO_ROOT(sec) ((sec) / SECTIONS_PER_ROOT)
1145 #define NR_SECTION_ROOTS        DIV_ROUND_UP(NR_MEM_SECTIONS, SECTIONS_PER_ROOT)
1146 #define SECTION_ROOT_MASK       (SECTIONS_PER_ROOT - 1)
1147
1148 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
1149 extern struct mem_section **mem_section;
1150 #else
1151 extern struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT];
1152 #endif
1153
1154 static inline struct mem_section *__nr_to_section(unsigned long nr)
1155 {
1156 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
1157         if (!mem_section)
1158                 return NULL;
1159 #endif
1160         if (!mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)])
1161                 return NULL;
1162         return &mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)][nr & SECTION_ROOT_MASK];
1163 }
1164 extern int __section_nr(struct mem_section* ms);
1165 extern unsigned long usemap_size(void);
1166
1167 /*
1168  * We use the lower bits of the mem_map pointer to store
1169  * a little bit of information.  There should be at least
1170  * 3 bits here due to 32-bit alignment.
1171  */
1172 #define SECTION_MARKED_PRESENT  (1UL<<0)
1173 #define SECTION_HAS_MEM_MAP     (1UL<<1)
1174 #define SECTION_IS_ONLINE       (1UL<<2)
1175 #define SECTION_MAP_LAST_BIT    (1UL<<3)
1176 #define SECTION_MAP_MASK        (~(SECTION_MAP_LAST_BIT-1))
1177 #define SECTION_NID_SHIFT       3
1178
1179 static inline struct page *__section_mem_map_addr(struct mem_section *section)
1180 {
1181         unsigned long map = section->section_mem_map;
1182         map &= SECTION_MAP_MASK;
1183         return (struct page *)map;
1184 }
1185
1186 static inline int present_section(struct mem_section *section)
1187 {
1188         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_MARKED_PRESENT));
1189 }
1190
1191 static inline int present_section_nr(unsigned long nr)
1192 {
1193         return present_section(__nr_to_section(nr));
1194 }
1195
1196 static inline int valid_section(struct mem_section *section)
1197 {
1198         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_HAS_MEM_MAP));
1199 }
1200
1201 static inline int valid_section_nr(unsigned long nr)
1202 {
1203         return valid_section(__nr_to_section(nr));
1204 }
1205
1206 static inline int online_section(struct mem_section *section)
1207 {
1208         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_IS_ONLINE));
1209 }
1210
1211 static inline int online_section_nr(unsigned long nr)
1212 {
1213         return online_section(__nr_to_section(nr));
1214 }
1215
1216 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1217 void online_mem_sections(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn);
1218 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1219 void offline_mem_sections(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn);
1220 #endif
1221 #endif
1222
1223 static inline struct mem_section *__pfn_to_section(unsigned long pfn)
1224 {
1225         return __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
1226 }
1227
1228 extern int __highest_present_section_nr;
1229
1230 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID
1231 static inline int pfn_valid(unsigned long pfn)
1232 {
1233         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1234                 return 0;
1235         return valid_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1236 }
1237 #endif
1238
1239 static inline int pfn_present(unsigned long pfn)
1240 {
1241         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1242                 return 0;
1243         return present_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1244 }
1245
1246 /*
1247  * These are _only_ used during initialisation, therefore they
1248  * can use __initdata ...  They could have names to indicate
1249  * this restriction.
1250  */
1251 #ifdef CONFIG_NUMA
1252 #define pfn_to_nid(pfn)                                                 \
1253 ({                                                                      \
1254         unsigned long __pfn_to_nid_pfn = (pfn);                         \
1255         page_to_nid(pfn_to_page(__pfn_to_nid_pfn));                     \
1256 })
1257 #else
1258 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
1259 #endif
1260
1261 #define early_pfn_valid(pfn)    pfn_valid(pfn)
1262 void sparse_init(void);
1263 #else
1264 #define sparse_init()   do {} while (0)
1265 #define sparse_index_init(_sec, _nid)  do {} while (0)
1266 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
1267
1268 /*
1269  * During memory init memblocks map pfns to nids. The search is expensive and
1270  * this caches recent lookups. The implementation of __early_pfn_to_nid
1271  * may treat start/end as pfns or sections.
1272  */
1273 struct mminit_pfnnid_cache {
1274         unsigned long last_start;
1275         unsigned long last_end;
1276         int last_nid;
1277 };
1278
1279 #ifndef early_pfn_valid
1280 #define early_pfn_valid(pfn)    (1)
1281 #endif
1282
1283 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
1284 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
1285
1286 /*
1287  * If it is possible to have holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES, then we
1288  * need to check pfn validility within that MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1289  * pfn_valid_within() should be used in this case; we optimise this away
1290  * when we have no holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1291  */
1292 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
1293 #define pfn_valid_within(pfn) pfn_valid(pfn)
1294 #else
1295 #define pfn_valid_within(pfn) (1)
1296 #endif
1297
1298 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HOLES_MEMORYMODEL
1299 /*
1300  * pfn_valid() is meant to be able to tell if a given PFN has valid memmap
1301  * associated with it or not. This means that a struct page exists for this
1302  * pfn. The caller cannot assume the page is fully initialized in general.
1303  * Hotplugable pages might not have been onlined yet. pfn_to_online_page()
1304  * will ensure the struct page is fully online and initialized. Special pages
1305  * (e.g. ZONE_DEVICE) are never onlined and should be treated accordingly.
1306  *
1307  * In FLATMEM, it is expected that holes always have valid memmap as long as
1308  * there is valid PFNs either side of the hole. In SPARSEMEM, it is assumed
1309  * that a valid section has a memmap for the entire section.
1310  *
1311  * However, an ARM, and maybe other embedded architectures in the future
1312  * free memmap backing holes to save memory on the assumption the memmap is
1313  * never used. The page_zone linkages are then broken even though pfn_valid()
1314  * returns true. A walker of the full memmap must then do this additional
1315  * check to ensure the memmap they are looking at is sane by making sure
1316  * the zone and PFN linkages are still valid. This is expensive, but walkers
1317  * of the full memmap are extremely rare.
1318  */
1319 bool memmap_valid_within(unsigned long pfn,
1320                                         struct page *page, struct zone *zone);
1321 #else
1322 static inline bool memmap_valid_within(unsigned long pfn,
1323                                         struct page *page, struct zone *zone)
1324 {
1325         return true;
1326 }
1327 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HOLES_MEMORYMODEL */
1328
1329 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
1330 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1331 #endif /* _LINUX_MMZONE_H */