mm: memcontrol: quarantine the mem_cgroup_[node_]nr_lru_pages() API
[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 const 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_NODES,
165         WORKINGSET_REFAULT,
166         WORKINGSET_ACTIVATE,
167         WORKINGSET_RESTORE,
168         WORKINGSET_NODERECLAIM,
169         NR_ANON_MAPPED, /* Mapped anonymous pages */
170         NR_FILE_MAPPED, /* pagecache pages mapped into pagetables.
171                            only modified from process context */
172         NR_FILE_PAGES,
173         NR_FILE_DIRTY,
174         NR_WRITEBACK,
175         NR_WRITEBACK_TEMP,      /* Writeback using temporary buffers */
176         NR_SHMEM,               /* shmem pages (included tmpfs/GEM pages) */
177         NR_SHMEM_THPS,
178         NR_SHMEM_PMDMAPPED,
179         NR_ANON_THPS,
180         NR_UNSTABLE_NFS,        /* NFS unstable pages */
181         NR_VMSCAN_WRITE,
182         NR_VMSCAN_IMMEDIATE,    /* Prioritise for reclaim when writeback ends */
183         NR_DIRTIED,             /* page dirtyings since bootup */
184         NR_WRITTEN,             /* page writings since bootup */
185         NR_KERNEL_MISC_RECLAIMABLE,     /* reclaimable non-slab kernel pages */
186         NR_VM_NODE_STAT_ITEMS
187 };
188
189 /*
190  * We do arithmetic on the LRU lists in various places in the code,
191  * so it is important to keep the active lists LRU_ACTIVE higher in
192  * the array than the corresponding inactive lists, and to keep
193  * the *_FILE lists LRU_FILE higher than the corresponding _ANON lists.
194  *
195  * This has to be kept in sync with the statistics in zone_stat_item
196  * above and the descriptions in vmstat_text in mm/vmstat.c
197  */
198 #define LRU_BASE 0
199 #define LRU_ACTIVE 1
200 #define LRU_FILE 2
201
202 enum lru_list {
203         LRU_INACTIVE_ANON = LRU_BASE,
204         LRU_ACTIVE_ANON = LRU_BASE + LRU_ACTIVE,
205         LRU_INACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE,
206         LRU_ACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE + LRU_ACTIVE,
207         LRU_UNEVICTABLE,
208         NR_LRU_LISTS
209 };
210
211 #define for_each_lru(lru) for (lru = 0; lru < NR_LRU_LISTS; lru++)
212
213 #define for_each_evictable_lru(lru) for (lru = 0; lru <= LRU_ACTIVE_FILE; lru++)
214
215 static inline int is_file_lru(enum lru_list lru)
216 {
217         return (lru == LRU_INACTIVE_FILE || lru == LRU_ACTIVE_FILE);
218 }
219
220 static inline int is_active_lru(enum lru_list lru)
221 {
222         return (lru == LRU_ACTIVE_ANON || lru == LRU_ACTIVE_FILE);
223 }
224
225 struct zone_reclaim_stat {
226         /*
227          * The pageout code in vmscan.c keeps track of how many of the
228          * mem/swap backed and file backed pages are referenced.
229          * The higher the rotated/scanned ratio, the more valuable
230          * that cache is.
231          *
232          * The anon LRU stats live in [0], file LRU stats in [1]
233          */
234         unsigned long           recent_rotated[2];
235         unsigned long           recent_scanned[2];
236 };
237
238 struct lruvec {
239         struct list_head                lists[NR_LRU_LISTS];
240         struct zone_reclaim_stat        reclaim_stat;
241         /* Evictions & activations on the inactive file list */
242         atomic_long_t                   inactive_age;
243         /* Refaults at the time of last reclaim cycle */
244         unsigned long                   refaults;
245 #ifdef CONFIG_MEMCG
246         struct pglist_data *pgdat;
247 #endif
248 };
249
250 /* Isolate unmapped file */
251 #define ISOLATE_UNMAPPED        ((__force isolate_mode_t)0x2)
252 /* Isolate for asynchronous migration */
253 #define ISOLATE_ASYNC_MIGRATE   ((__force isolate_mode_t)0x4)
254 /* Isolate unevictable pages */
255 #define ISOLATE_UNEVICTABLE     ((__force isolate_mode_t)0x8)
256
257 /* LRU Isolation modes. */
258 typedef unsigned __bitwise isolate_mode_t;
259
260 enum zone_watermarks {
261         WMARK_MIN,
262         WMARK_LOW,
263         WMARK_HIGH,
264         NR_WMARK
265 };
266
267 #define min_wmark_pages(z) (z->_watermark[WMARK_MIN] + z->watermark_boost)
268 #define low_wmark_pages(z) (z->_watermark[WMARK_LOW] + z->watermark_boost)
269 #define high_wmark_pages(z) (z->_watermark[WMARK_HIGH] + z->watermark_boost)
270 #define wmark_pages(z, i) (z->_watermark[i] + z->watermark_boost)
271
272 struct per_cpu_pages {
273         int count;              /* number of pages in the list */
274         int high;               /* high watermark, emptying needed */
275         int batch;              /* chunk size for buddy add/remove */
276
277         /* Lists of pages, one per migrate type stored on the pcp-lists */
278         struct list_head lists[MIGRATE_PCPTYPES];
279 };
280
281 struct per_cpu_pageset {
282         struct per_cpu_pages pcp;
283 #ifdef CONFIG_NUMA
284         s8 expire;
285         u16 vm_numa_stat_diff[NR_VM_NUMA_STAT_ITEMS];
286 #endif
287 #ifdef CONFIG_SMP
288         s8 stat_threshold;
289         s8 vm_stat_diff[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
290 #endif
291 };
292
293 struct per_cpu_nodestat {
294         s8 stat_threshold;
295         s8 vm_node_stat_diff[NR_VM_NODE_STAT_ITEMS];
296 };
297
298 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
299
300 enum zone_type {
301 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
302         /*
303          * ZONE_DMA is used when there are devices that are not able
304          * to do DMA to all of addressable memory (ZONE_NORMAL). Then we
305          * carve out the portion of memory that is needed for these devices.
306          * The range is arch specific.
307          *
308          * Some examples
309          *
310          * Architecture         Limit
311          * ---------------------------
312          * parisc, ia64, sparc  <4G
313          * s390, powerpc        <2G
314          * arm                  Various
315          * alpha                Unlimited or 0-16MB.
316          *
317          * i386, x86_64 and multiple other arches
318          *                      <16M.
319          */
320         ZONE_DMA,
321 #endif
322 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
323         /*
324          * x86_64 needs two ZONE_DMAs because it supports devices that are
325          * only able to do DMA to the lower 16M but also 32 bit devices that
326          * can only do DMA areas below 4G.
327          */
328         ZONE_DMA32,
329 #endif
330         /*
331          * Normal addressable memory is in ZONE_NORMAL. DMA operations can be
332          * performed on pages in ZONE_NORMAL if the DMA devices support
333          * transfers to all addressable memory.
334          */
335         ZONE_NORMAL,
336 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
337         /*
338          * A memory area that is only addressable by the kernel through
339          * mapping portions into its own address space. This is for example
340          * used by i386 to allow the kernel to address the memory beyond
341          * 900MB. The kernel will set up special mappings (page
342          * table entries on i386) for each page that the kernel needs to
343          * access.
344          */
345         ZONE_HIGHMEM,
346 #endif
347         ZONE_MOVABLE,
348 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
349         ZONE_DEVICE,
350 #endif
351         __MAX_NR_ZONES
352
353 };
354
355 #ifndef __GENERATING_BOUNDS_H
356
357 struct zone {
358         /* Read-mostly fields */
359
360         /* zone watermarks, access with *_wmark_pages(zone) macros */
361         unsigned long _watermark[NR_WMARK];
362         unsigned long watermark_boost;
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         atomic_long_t           managed_pages;
430         unsigned long           spanned_pages;
431         unsigned long           present_pages;
432
433         const char              *name;
434
435 #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
436         /*
437          * Number of isolated pageblock. It is used to solve incorrect
438          * freepage counting problem due to racy retrieving migratetype
439          * of pageblock. Protected by zone->lock.
440          */
441         unsigned long           nr_isolate_pageblock;
442 #endif
443
444 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
445         /* see spanned/present_pages for more description */
446         seqlock_t               span_seqlock;
447 #endif
448
449         int initialized;
450
451         /* Write-intensive fields used from the page allocator */
452         ZONE_PADDING(_pad1_)
453
454         /* free areas of different sizes */
455         struct free_area        free_area[MAX_ORDER];
456
457         /* zone flags, see below */
458         unsigned long           flags;
459
460         /* Primarily protects free_area */
461         spinlock_t              lock;
462
463         /* Write-intensive fields used by compaction and vmstats. */
464         ZONE_PADDING(_pad2_)
465
466         /*
467          * When free pages are below this point, additional steps are taken
468          * when reading the number of free pages to avoid per-cpu counter
469          * drift allowing watermarks to be breached
470          */
471         unsigned long percpu_drift_mark;
472
473 #if defined CONFIG_COMPACTION || defined CONFIG_CMA
474         /* pfn where compaction free scanner should start */
475         unsigned long           compact_cached_free_pfn;
476         /* pfn where async and sync compaction migration scanner should start */
477         unsigned long           compact_cached_migrate_pfn[2];
478         unsigned long           compact_init_migrate_pfn;
479         unsigned long           compact_init_free_pfn;
480 #endif
481
482 #ifdef CONFIG_COMPACTION
483         /*
484          * On compaction failure, 1<<compact_defer_shift compactions
485          * are skipped before trying again. The number attempted since
486          * last failure is tracked with compact_considered.
487          */
488         unsigned int            compact_considered;
489         unsigned int            compact_defer_shift;
490         int                     compact_order_failed;
491 #endif
492
493 #if defined CONFIG_COMPACTION || defined CONFIG_CMA
494         /* Set to true when the PG_migrate_skip bits should be cleared */
495         bool                    compact_blockskip_flush;
496 #endif
497
498         bool                    contiguous;
499
500         ZONE_PADDING(_pad3_)
501         /* Zone statistics */
502         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
503         atomic_long_t           vm_numa_stat[NR_VM_NUMA_STAT_ITEMS];
504 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
505
506 enum pgdat_flags {
507         PGDAT_CONGESTED,                /* pgdat has many dirty pages backed by
508                                          * a congested BDI
509                                          */
510         PGDAT_DIRTY,                    /* reclaim scanning has recently found
511                                          * many dirty file pages at the tail
512                                          * of the LRU.
513                                          */
514         PGDAT_WRITEBACK,                /* reclaim scanning has recently found
515                                          * many pages under writeback
516                                          */
517         PGDAT_RECLAIM_LOCKED,           /* prevents concurrent reclaim */
518 };
519
520 enum zone_flags {
521         ZONE_BOOSTED_WATERMARK,         /* zone recently boosted watermarks.
522                                          * Cleared when kswapd is woken.
523                                          */
524 };
525
526 static inline unsigned long zone_managed_pages(struct zone *zone)
527 {
528         return (unsigned long)atomic_long_read(&zone->managed_pages);
529 }
530
531 static inline unsigned long zone_end_pfn(const struct zone *zone)
532 {
533         return zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
534 }
535
536 static inline bool zone_spans_pfn(const struct zone *zone, unsigned long pfn)
537 {
538         return zone->zone_start_pfn <= pfn && pfn < zone_end_pfn(zone);
539 }
540
541 static inline bool zone_is_initialized(struct zone *zone)
542 {
543         return zone->initialized;
544 }
545
546 static inline bool zone_is_empty(struct zone *zone)
547 {
548         return zone->spanned_pages == 0;
549 }
550
551 /*
552  * Return true if [start_pfn, start_pfn + nr_pages) range has a non-empty
553  * intersection with the given zone
554  */
555 static inline bool zone_intersects(struct zone *zone,
556                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
557 {
558         if (zone_is_empty(zone))
559                 return false;
560         if (start_pfn >= zone_end_pfn(zone) ||
561             start_pfn + nr_pages <= zone->zone_start_pfn)
562                 return false;
563
564         return true;
565 }
566
567 /*
568  * The "priority" of VM scanning is how much of the queues we will scan in one
569  * go. A value of 12 for DEF_PRIORITY implies that we will scan 1/4096th of the
570  * queues ("queue_length >> 12") during an aging round.
571  */
572 #define DEF_PRIORITY 12
573
574 /* Maximum number of zones on a zonelist */
575 #define MAX_ZONES_PER_ZONELIST (MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES)
576
577 enum {
578         ZONELIST_FALLBACK,      /* zonelist with fallback */
579 #ifdef CONFIG_NUMA
580         /*
581          * The NUMA zonelists are doubled because we need zonelists that
582          * restrict the allocations to a single node for __GFP_THISNODE.
583          */
584         ZONELIST_NOFALLBACK,    /* zonelist without fallback (__GFP_THISNODE) */
585 #endif
586         MAX_ZONELISTS
587 };
588
589 /*
590  * This struct contains information about a zone in a zonelist. It is stored
591  * here to avoid dereferences into large structures and lookups of tables
592  */
593 struct zoneref {
594         struct zone *zone;      /* Pointer to actual zone */
595         int zone_idx;           /* zone_idx(zoneref->zone) */
596 };
597
598 /*
599  * One allocation request operates on a zonelist. A zonelist
600  * is a list of zones, the first one is the 'goal' of the
601  * allocation, the other zones are fallback zones, in decreasing
602  * priority.
603  *
604  * To speed the reading of the zonelist, the zonerefs contain the zone index
605  * of the entry being read. Helper functions to access information given
606  * a struct zoneref are
607  *
608  * zonelist_zone()      - Return the struct zone * for an entry in _zonerefs
609  * zonelist_zone_idx()  - Return the index of the zone for an entry
610  * zonelist_node_idx()  - Return the index of the node for an entry
611  */
612 struct zonelist {
613         struct zoneref _zonerefs[MAX_ZONES_PER_ZONELIST + 1];
614 };
615
616 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
617 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
618 extern struct page *mem_map;
619 #endif
620
621 /*
622  * On NUMA machines, each NUMA node would have a pg_data_t to describe
623  * it's memory layout. On UMA machines there is a single pglist_data which
624  * describes the whole memory.
625  *
626  * Memory statistics and page replacement data structures are maintained on a
627  * per-zone basis.
628  */
629 struct bootmem_data;
630 typedef struct pglist_data {
631         struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
632         struct zonelist node_zonelists[MAX_ZONELISTS];
633         int nr_zones;
634 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP /* means !SPARSEMEM */
635         struct page *node_mem_map;
636 #ifdef CONFIG_PAGE_EXTENSION
637         struct page_ext *node_page_ext;
638 #endif
639 #endif
640 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG) || defined(CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT)
641         /*
642          * Must be held any time you expect node_start_pfn,
643          * node_present_pages, node_spanned_pages or nr_zones to stay constant.
644          *
645          * pgdat_resize_lock() and pgdat_resize_unlock() are provided to
646          * manipulate node_size_lock without checking for CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
647          * or CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT.
648          *
649          * Nests above zone->lock and zone->span_seqlock
650          */
651         spinlock_t node_size_lock;
652 #endif
653         unsigned long node_start_pfn;
654         unsigned long node_present_pages; /* total number of physical pages */
655         unsigned long node_spanned_pages; /* total size of physical page
656                                              range, including holes */
657         int node_id;
658         wait_queue_head_t kswapd_wait;
659         wait_queue_head_t pfmemalloc_wait;
660         struct task_struct *kswapd;     /* Protected by
661                                            mem_hotplug_begin/end() */
662         int kswapd_order;
663         enum zone_type kswapd_classzone_idx;
664
665         int kswapd_failures;            /* Number of 'reclaimed == 0' runs */
666
667 #ifdef CONFIG_COMPACTION
668         int kcompactd_max_order;
669         enum zone_type kcompactd_classzone_idx;
670         wait_queue_head_t kcompactd_wait;
671         struct task_struct *kcompactd;
672 #endif
673         /*
674          * This is a per-node reserve of pages that are not available
675          * to userspace allocations.
676          */
677         unsigned long           totalreserve_pages;
678
679 #ifdef CONFIG_NUMA
680         /*
681          * zone reclaim becomes active if more unmapped pages exist.
682          */
683         unsigned long           min_unmapped_pages;
684         unsigned long           min_slab_pages;
685 #endif /* CONFIG_NUMA */
686
687         /* Write-intensive fields used by page reclaim */
688         ZONE_PADDING(_pad1_)
689         spinlock_t              lru_lock;
690
691 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
692         /*
693          * If memory initialisation on large machines is deferred then this
694          * is the first PFN that needs to be initialised.
695          */
696         unsigned long first_deferred_pfn;
697 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
698
699 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
700         spinlock_t split_queue_lock;
701         struct list_head split_queue;
702         unsigned long split_queue_len;
703 #endif
704
705         /* Fields commonly accessed by the page reclaim scanner */
706         struct lruvec           lruvec;
707
708         unsigned long           flags;
709
710         ZONE_PADDING(_pad2_)
711
712         /* Per-node vmstats */
713         struct per_cpu_nodestat __percpu *per_cpu_nodestats;
714         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_NODE_STAT_ITEMS];
715 } pg_data_t;
716
717 #define node_present_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_present_pages)
718 #define node_spanned_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages)
719 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
720 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    ((pgdat)->node_mem_map + (pagenr))
721 #else
722 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    pfn_to_page((pgdat)->node_start_pfn + (pagenr))
723 #endif
724 #define nid_page_nr(nid, pagenr)        pgdat_page_nr(NODE_DATA(nid),(pagenr))
725
726 #define node_start_pfn(nid)     (NODE_DATA(nid)->node_start_pfn)
727 #define node_end_pfn(nid) pgdat_end_pfn(NODE_DATA(nid))
728
729 static inline struct lruvec *node_lruvec(struct pglist_data *pgdat)
730 {
731         return &pgdat->lruvec;
732 }
733
734 static inline unsigned long pgdat_end_pfn(pg_data_t *pgdat)
735 {
736         return pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
737 }
738
739 static inline bool pgdat_is_empty(pg_data_t *pgdat)
740 {
741         return !pgdat->node_start_pfn && !pgdat->node_spanned_pages;
742 }
743
744 #include <linux/memory_hotplug.h>
745
746 void build_all_zonelists(pg_data_t *pgdat);
747 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, gfp_t gfp_mask, int order,
748                    enum zone_type classzone_idx);
749 bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, unsigned int order, unsigned long mark,
750                          int classzone_idx, unsigned int alloc_flags,
751                          long free_pages);
752 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, unsigned int order,
753                 unsigned long mark, int classzone_idx,
754                 unsigned int alloc_flags);
755 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, unsigned int order,
756                 unsigned long mark, int classzone_idx);
757 enum memmap_context {
758         MEMMAP_EARLY,
759         MEMMAP_HOTPLUG,
760 };
761 extern void init_currently_empty_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
762                                      unsigned long size);
763
764 extern void lruvec_init(struct lruvec *lruvec);
765
766 static inline struct pglist_data *lruvec_pgdat(struct lruvec *lruvec)
767 {
768 #ifdef CONFIG_MEMCG
769         return lruvec->pgdat;
770 #else
771         return container_of(lruvec, struct pglist_data, lruvec);
772 #endif
773 }
774
775 extern unsigned long lruvec_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru, int zone_idx);
776
777 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORY_PRESENT
778 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
779 #else
780 static inline void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end) {}
781 #endif
782
783 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM)
784 void memblocks_present(void);
785 #else
786 static inline void memblocks_present(void) {}
787 #endif
788
789 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
790 int local_memory_node(int node_id);
791 #else
792 static inline int local_memory_node(int node_id) { return node_id; };
793 #endif
794
795 /*
796  * zone_idx() returns 0 for the ZONE_DMA zone, 1 for the ZONE_NORMAL zone, etc.
797  */
798 #define zone_idx(zone)          ((zone) - (zone)->zone_pgdat->node_zones)
799
800 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
801 static inline bool is_dev_zone(const struct zone *zone)
802 {
803         return zone_idx(zone) == ZONE_DEVICE;
804 }
805 #else
806 static inline bool is_dev_zone(const struct zone *zone)
807 {
808         return false;
809 }
810 #endif
811
812 /*
813  * Returns true if a zone has pages managed by the buddy allocator.
814  * All the reclaim decisions have to use this function rather than
815  * populated_zone(). If the whole zone is reserved then we can easily
816  * end up with populated_zone() && !managed_zone().
817  */
818 static inline bool managed_zone(struct zone *zone)
819 {
820         return zone_managed_pages(zone);
821 }
822
823 /* Returns true if a zone has memory */
824 static inline bool populated_zone(struct zone *zone)
825 {
826         return zone->present_pages;
827 }
828
829 #ifdef CONFIG_NUMA
830 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
831 {
832         return zone->node;
833 }
834
835 static inline void zone_set_nid(struct zone *zone, int nid)
836 {
837         zone->node = nid;
838 }
839 #else
840 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
841 {
842         return 0;
843 }
844
845 static inline void zone_set_nid(struct zone *zone, int nid) {}
846 #endif
847
848 extern int movable_zone;
849
850 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
851 static inline int zone_movable_is_highmem(void)
852 {
853 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
854         return movable_zone == ZONE_HIGHMEM;
855 #else
856         return (ZONE_MOVABLE - 1) == ZONE_HIGHMEM;
857 #endif
858 }
859 #endif
860
861 static inline int is_highmem_idx(enum zone_type idx)
862 {
863 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
864         return (idx == ZONE_HIGHMEM ||
865                 (idx == ZONE_MOVABLE && zone_movable_is_highmem()));
866 #else
867         return 0;
868 #endif
869 }
870
871 /**
872  * is_highmem - helper function to quickly check if a struct zone is a
873  *              highmem zone or not.  This is an attempt to keep references
874  *              to ZONE_{DMA/NORMAL/HIGHMEM/etc} in general code to a minimum.
875  * @zone - pointer to struct zone variable
876  */
877 static inline int is_highmem(struct zone *zone)
878 {
879 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
880         return is_highmem_idx(zone_idx(zone));
881 #else
882         return 0;
883 #endif
884 }
885
886 /* These two functions are used to setup the per zone pages min values */
887 struct ctl_table;
888 int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
889                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
890 int watermark_boost_factor_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
891                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
892 int watermark_scale_factor_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
893                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
894 extern int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES];
895 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
896                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
897 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
898                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
899 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
900                         void __user *, size_t *, loff_t *);
901 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
902                         void __user *, size_t *, loff_t *);
903
904 extern int numa_zonelist_order_handler(struct ctl_table *, int,
905                         void __user *, size_t *, loff_t *);
906 extern char numa_zonelist_order[];
907 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
908
909 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
910
911 extern struct pglist_data contig_page_data;
912 #define NODE_DATA(nid)          (&contig_page_data)
913 #define NODE_MEM_MAP(nid)       mem_map
914
915 #else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
916
917 #include <asm/mmzone.h>
918
919 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
920
921 extern struct pglist_data *first_online_pgdat(void);
922 extern struct pglist_data *next_online_pgdat(struct pglist_data *pgdat);
923 extern struct zone *next_zone(struct zone *zone);
924
925 /**
926  * for_each_online_pgdat - helper macro to iterate over all online nodes
927  * @pgdat - pointer to a pg_data_t variable
928  */
929 #define for_each_online_pgdat(pgdat)                    \
930         for (pgdat = first_online_pgdat();              \
931              pgdat;                                     \
932              pgdat = next_online_pgdat(pgdat))
933 /**
934  * for_each_zone - helper macro to iterate over all memory zones
935  * @zone - pointer to struct zone variable
936  *
937  * The user only needs to declare the zone variable, for_each_zone
938  * fills it in.
939  */
940 #define for_each_zone(zone)                             \
941         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
942              zone;                                      \
943              zone = next_zone(zone))
944
945 #define for_each_populated_zone(zone)                   \
946         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
947              zone;                                      \
948              zone = next_zone(zone))                    \
949                 if (!populated_zone(zone))              \
950                         ; /* do nothing */              \
951                 else
952
953 static inline struct zone *zonelist_zone(struct zoneref *zoneref)
954 {
955         return zoneref->zone;
956 }
957
958 static inline int zonelist_zone_idx(struct zoneref *zoneref)
959 {
960         return zoneref->zone_idx;
961 }
962
963 static inline int zonelist_node_idx(struct zoneref *zoneref)
964 {
965         return zone_to_nid(zoneref->zone);
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.  The pointer is calculated
1170  * as mem_map - section_nr_to_pfn(pnum).  The result is
1171  * aligned to the minimum alignment of the two values:
1172  *   1. All mem_map arrays are page-aligned.
1173  *   2. section_nr_to_pfn() always clears PFN_SECTION_SHIFT
1174  *      lowest bits.  PFN_SECTION_SHIFT is arch-specific
1175  *      (equal SECTION_SIZE_BITS - PAGE_SHIFT), and the
1176  *      worst combination is powerpc with 256k pages,
1177  *      which results in PFN_SECTION_SHIFT equal 6.
1178  * To sum it up, at least 6 bits are available.
1179  */
1180 #define SECTION_MARKED_PRESENT  (1UL<<0)
1181 #define SECTION_HAS_MEM_MAP     (1UL<<1)
1182 #define SECTION_IS_ONLINE       (1UL<<2)
1183 #define SECTION_MAP_LAST_BIT    (1UL<<3)
1184 #define SECTION_MAP_MASK        (~(SECTION_MAP_LAST_BIT-1))
1185 #define SECTION_NID_SHIFT       3
1186
1187 static inline struct page *__section_mem_map_addr(struct mem_section *section)
1188 {
1189         unsigned long map = section->section_mem_map;
1190         map &= SECTION_MAP_MASK;
1191         return (struct page *)map;
1192 }
1193
1194 static inline int present_section(struct mem_section *section)
1195 {
1196         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_MARKED_PRESENT));
1197 }
1198
1199 static inline int present_section_nr(unsigned long nr)
1200 {
1201         return present_section(__nr_to_section(nr));
1202 }
1203
1204 static inline int valid_section(struct mem_section *section)
1205 {
1206         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_HAS_MEM_MAP));
1207 }
1208
1209 static inline int valid_section_nr(unsigned long nr)
1210 {
1211         return valid_section(__nr_to_section(nr));
1212 }
1213
1214 static inline int online_section(struct mem_section *section)
1215 {
1216         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_IS_ONLINE));
1217 }
1218
1219 static inline int online_section_nr(unsigned long nr)
1220 {
1221         return online_section(__nr_to_section(nr));
1222 }
1223
1224 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1225 void online_mem_sections(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn);
1226 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1227 void offline_mem_sections(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn);
1228 #endif
1229 #endif
1230
1231 static inline struct mem_section *__pfn_to_section(unsigned long pfn)
1232 {
1233         return __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
1234 }
1235
1236 extern int __highest_present_section_nr;
1237
1238 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID
1239 static inline int pfn_valid(unsigned long pfn)
1240 {
1241         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1242                 return 0;
1243         return valid_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1244 }
1245 #endif
1246
1247 static inline int pfn_present(unsigned long pfn)
1248 {
1249         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1250                 return 0;
1251         return present_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1252 }
1253
1254 /*
1255  * These are _only_ used during initialisation, therefore they
1256  * can use __initdata ...  They could have names to indicate
1257  * this restriction.
1258  */
1259 #ifdef CONFIG_NUMA
1260 #define pfn_to_nid(pfn)                                                 \
1261 ({                                                                      \
1262         unsigned long __pfn_to_nid_pfn = (pfn);                         \
1263         page_to_nid(pfn_to_page(__pfn_to_nid_pfn));                     \
1264 })
1265 #else
1266 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
1267 #endif
1268
1269 #define early_pfn_valid(pfn)    pfn_valid(pfn)
1270 void sparse_init(void);
1271 #else
1272 #define sparse_init()   do {} while (0)
1273 #define sparse_index_init(_sec, _nid)  do {} while (0)
1274 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
1275
1276 /*
1277  * During memory init memblocks map pfns to nids. The search is expensive and
1278  * this caches recent lookups. The implementation of __early_pfn_to_nid
1279  * may treat start/end as pfns or sections.
1280  */
1281 struct mminit_pfnnid_cache {
1282         unsigned long last_start;
1283         unsigned long last_end;
1284         int last_nid;
1285 };
1286
1287 #ifndef early_pfn_valid
1288 #define early_pfn_valid(pfn)    (1)
1289 #endif
1290
1291 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
1292
1293 /*
1294  * If it is possible to have holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES, then we
1295  * need to check pfn validity within that MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1296  * pfn_valid_within() should be used in this case; we optimise this away
1297  * when we have no holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1298  */
1299 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
1300 #define pfn_valid_within(pfn) pfn_valid(pfn)
1301 #else
1302 #define pfn_valid_within(pfn) (1)
1303 #endif
1304
1305 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HOLES_MEMORYMODEL
1306 /*
1307  * pfn_valid() is meant to be able to tell if a given PFN has valid memmap
1308  * associated with it or not. This means that a struct page exists for this
1309  * pfn. The caller cannot assume the page is fully initialized in general.
1310  * Hotplugable pages might not have been onlined yet. pfn_to_online_page()
1311  * will ensure the struct page is fully online and initialized. Special pages
1312  * (e.g. ZONE_DEVICE) are never onlined and should be treated accordingly.
1313  *
1314  * In FLATMEM, it is expected that holes always have valid memmap as long as
1315  * there is valid PFNs either side of the hole. In SPARSEMEM, it is assumed
1316  * that a valid section has a memmap for the entire section.
1317  *
1318  * However, an ARM, and maybe other embedded architectures in the future
1319  * free memmap backing holes to save memory on the assumption the memmap is
1320  * never used. The page_zone linkages are then broken even though pfn_valid()
1321  * returns true. A walker of the full memmap must then do this additional
1322  * check to ensure the memmap they are looking at is sane by making sure
1323  * the zone and PFN linkages are still valid. This is expensive, but walkers
1324  * of the full memmap are extremely rare.
1325  */
1326 bool memmap_valid_within(unsigned long pfn,
1327                                         struct page *page, struct zone *zone);
1328 #else
1329 static inline bool memmap_valid_within(unsigned long pfn,
1330                                         struct page *page, struct zone *zone)
1331 {
1332         return true;
1333 }
1334 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HOLES_MEMORYMODEL */
1335
1336 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
1337 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1338 #endif /* _LINUX_MMZONE_H */