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