Merge branch 'x86-asm-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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 /* Mask used at gathering information at once (see memcontrol.c) */
251 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
252 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
253 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
254
255 /* Isolate unmapped file */
256 #define ISOLATE_UNMAPPED        ((__force isolate_mode_t)0x2)
257 /* Isolate for asynchronous migration */
258 #define ISOLATE_ASYNC_MIGRATE   ((__force isolate_mode_t)0x4)
259 /* Isolate unevictable pages */
260 #define ISOLATE_UNEVICTABLE     ((__force isolate_mode_t)0x8)
261
262 /* LRU Isolation modes. */
263 typedef unsigned __bitwise isolate_mode_t;
264
265 enum zone_watermarks {
266         WMARK_MIN,
267         WMARK_LOW,
268         WMARK_HIGH,
269         NR_WMARK
270 };
271
272 #define min_wmark_pages(z) (z->_watermark[WMARK_MIN] + z->watermark_boost)
273 #define low_wmark_pages(z) (z->_watermark[WMARK_LOW] + z->watermark_boost)
274 #define high_wmark_pages(z) (z->_watermark[WMARK_HIGH] + z->watermark_boost)
275 #define wmark_pages(z, i) (z->_watermark[i] + z->watermark_boost)
276
277 struct per_cpu_pages {
278         int count;              /* number of pages in the list */
279         int high;               /* high watermark, emptying needed */
280         int batch;              /* chunk size for buddy add/remove */
281
282         /* Lists of pages, one per migrate type stored on the pcp-lists */
283         struct list_head lists[MIGRATE_PCPTYPES];
284 };
285
286 struct per_cpu_pageset {
287         struct per_cpu_pages pcp;
288 #ifdef CONFIG_NUMA
289         s8 expire;
290         u16 vm_numa_stat_diff[NR_VM_NUMA_STAT_ITEMS];
291 #endif
292 #ifdef CONFIG_SMP
293         s8 stat_threshold;
294         s8 vm_stat_diff[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
295 #endif
296 };
297
298 struct per_cpu_nodestat {
299         s8 stat_threshold;
300         s8 vm_node_stat_diff[NR_VM_NODE_STAT_ITEMS];
301 };
302
303 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
304
305 enum zone_type {
306 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
307         /*
308          * ZONE_DMA is used when there are devices that are not able
309          * to do DMA to all of addressable memory (ZONE_NORMAL). Then we
310          * carve out the portion of memory that is needed for these devices.
311          * The range is arch specific.
312          *
313          * Some examples
314          *
315          * Architecture         Limit
316          * ---------------------------
317          * parisc, ia64, sparc  <4G
318          * s390, powerpc        <2G
319          * arm                  Various
320          * alpha                Unlimited or 0-16MB.
321          *
322          * i386, x86_64 and multiple other arches
323          *                      <16M.
324          */
325         ZONE_DMA,
326 #endif
327 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
328         /*
329          * x86_64 needs two ZONE_DMAs because it supports devices that are
330          * only able to do DMA to the lower 16M but also 32 bit devices that
331          * can only do DMA areas below 4G.
332          */
333         ZONE_DMA32,
334 #endif
335         /*
336          * Normal addressable memory is in ZONE_NORMAL. DMA operations can be
337          * performed on pages in ZONE_NORMAL if the DMA devices support
338          * transfers to all addressable memory.
339          */
340         ZONE_NORMAL,
341 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
342         /*
343          * A memory area that is only addressable by the kernel through
344          * mapping portions into its own address space. This is for example
345          * used by i386 to allow the kernel to address the memory beyond
346          * 900MB. The kernel will set up special mappings (page
347          * table entries on i386) for each page that the kernel needs to
348          * access.
349          */
350         ZONE_HIGHMEM,
351 #endif
352         ZONE_MOVABLE,
353 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
354         ZONE_DEVICE,
355 #endif
356         __MAX_NR_ZONES
357
358 };
359
360 #ifndef __GENERATING_BOUNDS_H
361
362 struct zone {
363         /* Read-mostly fields */
364
365         /* zone watermarks, access with *_wmark_pages(zone) macros */
366         unsigned long _watermark[NR_WMARK];
367         unsigned long watermark_boost;
368
369         unsigned long nr_reserved_highatomic;
370
371         /*
372          * We don't know if the memory that we're going to allocate will be
373          * freeable or/and it will be released eventually, so to avoid totally
374          * wasting several GB of ram we must reserve some of the lower zone
375          * memory (otherwise we risk to run OOM on the lower zones despite
376          * there being tons of freeable ram on the higher zones).  This array is
377          * recalculated at runtime if the sysctl_lowmem_reserve_ratio sysctl
378          * changes.
379          */
380         long lowmem_reserve[MAX_NR_ZONES];
381
382 #ifdef CONFIG_NUMA
383         int node;
384 #endif
385         struct pglist_data      *zone_pgdat;
386         struct per_cpu_pageset __percpu *pageset;
387
388 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
389         /*
390          * Flags for a pageblock_nr_pages block. See pageblock-flags.h.
391          * In SPARSEMEM, this map is stored in struct mem_section
392          */
393         unsigned long           *pageblock_flags;
394 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
395
396         /* zone_start_pfn == zone_start_paddr >> PAGE_SHIFT */
397         unsigned long           zone_start_pfn;
398
399         /*
400          * spanned_pages is the total pages spanned by the zone, including
401          * holes, which is calculated as:
402          *      spanned_pages = zone_end_pfn - zone_start_pfn;
403          *
404          * present_pages is physical pages existing within the zone, which
405          * is calculated as:
406          *      present_pages = spanned_pages - absent_pages(pages in holes);
407          *
408          * managed_pages is present pages managed by the buddy system, which
409          * is calculated as (reserved_pages includes pages allocated by the
410          * bootmem allocator):
411          *      managed_pages = present_pages - reserved_pages;
412          *
413          * So present_pages may be used by memory hotplug or memory power
414          * management logic to figure out unmanaged pages by checking
415          * (present_pages - managed_pages). And managed_pages should be used
416          * by page allocator and vm scanner to calculate all kinds of watermarks
417          * and thresholds.
418          *
419          * Locking rules:
420          *
421          * zone_start_pfn and spanned_pages are protected by span_seqlock.
422          * It is a seqlock because it has to be read outside of zone->lock,
423          * and it is done in the main allocator path.  But, it is written
424          * quite infrequently.
425          *
426          * The span_seq lock is declared along with zone->lock because it is
427          * frequently read in proximity to zone->lock.  It's good to
428          * give them a chance of being in the same cacheline.
429          *
430          * Write access to present_pages at runtime should be protected by
431          * mem_hotplug_begin/end(). Any reader who can't tolerant drift of
432          * present_pages should get_online_mems() to get a stable value.
433          */
434         atomic_long_t           managed_pages;
435         unsigned long           spanned_pages;
436         unsigned long           present_pages;
437
438         const char              *name;
439
440 #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
441         /*
442          * Number of isolated pageblock. It is used to solve incorrect
443          * freepage counting problem due to racy retrieving migratetype
444          * of pageblock. Protected by zone->lock.
445          */
446         unsigned long           nr_isolate_pageblock;
447 #endif
448
449 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
450         /* see spanned/present_pages for more description */
451         seqlock_t               span_seqlock;
452 #endif
453
454         int initialized;
455
456         /* Write-intensive fields used from the page allocator */
457         ZONE_PADDING(_pad1_)
458
459         /* free areas of different sizes */
460         struct free_area        free_area[MAX_ORDER];
461
462         /* zone flags, see below */
463         unsigned long           flags;
464
465         /* Primarily protects free_area */
466         spinlock_t              lock;
467
468         /* Write-intensive fields used by compaction and vmstats. */
469         ZONE_PADDING(_pad2_)
470
471         /*
472          * When free pages are below this point, additional steps are taken
473          * when reading the number of free pages to avoid per-cpu counter
474          * drift allowing watermarks to be breached
475          */
476         unsigned long percpu_drift_mark;
477
478 #if defined CONFIG_COMPACTION || defined CONFIG_CMA
479         /* pfn where compaction free scanner should start */
480         unsigned long           compact_cached_free_pfn;
481         /* pfn where async and sync compaction migration scanner should start */
482         unsigned long           compact_cached_migrate_pfn[2];
483         unsigned long           compact_init_migrate_pfn;
484         unsigned long           compact_init_free_pfn;
485 #endif
486
487 #ifdef CONFIG_COMPACTION
488         /*
489          * On compaction failure, 1<<compact_defer_shift compactions
490          * are skipped before trying again. The number attempted since
491          * last failure is tracked with compact_considered.
492          */
493         unsigned int            compact_considered;
494         unsigned int            compact_defer_shift;
495         int                     compact_order_failed;
496 #endif
497
498 #if defined CONFIG_COMPACTION || defined CONFIG_CMA
499         /* Set to true when the PG_migrate_skip bits should be cleared */
500         bool                    compact_blockskip_flush;
501 #endif
502
503         bool                    contiguous;
504
505         ZONE_PADDING(_pad3_)
506         /* Zone statistics */
507         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
508         atomic_long_t           vm_numa_stat[NR_VM_NUMA_STAT_ITEMS];
509 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
510
511 enum pgdat_flags {
512         PGDAT_CONGESTED,                /* pgdat has many dirty pages backed by
513                                          * a congested BDI
514                                          */
515         PGDAT_DIRTY,                    /* reclaim scanning has recently found
516                                          * many dirty file pages at the tail
517                                          * of the LRU.
518                                          */
519         PGDAT_WRITEBACK,                /* reclaim scanning has recently found
520                                          * many pages under writeback
521                                          */
522         PGDAT_RECLAIM_LOCKED,           /* prevents concurrent reclaim */
523 };
524
525 enum zone_flags {
526         ZONE_BOOSTED_WATERMARK,         /* zone recently boosted watermarks.
527                                          * Cleared when kswapd is woken.
528                                          */
529 };
530
531 static inline unsigned long zone_managed_pages(struct zone *zone)
532 {
533         return (unsigned long)atomic_long_read(&zone->managed_pages);
534 }
535
536 static inline unsigned long zone_end_pfn(const struct zone *zone)
537 {
538         return zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
539 }
540
541 static inline bool zone_spans_pfn(const struct zone *zone, unsigned long pfn)
542 {
543         return zone->zone_start_pfn <= pfn && pfn < zone_end_pfn(zone);
544 }
545
546 static inline bool zone_is_initialized(struct zone *zone)
547 {
548         return zone->initialized;
549 }
550
551 static inline bool zone_is_empty(struct zone *zone)
552 {
553         return zone->spanned_pages == 0;
554 }
555
556 /*
557  * Return true if [start_pfn, start_pfn + nr_pages) range has a non-empty
558  * intersection with the given zone
559  */
560 static inline bool zone_intersects(struct zone *zone,
561                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
562 {
563         if (zone_is_empty(zone))
564                 return false;
565         if (start_pfn >= zone_end_pfn(zone) ||
566             start_pfn + nr_pages <= zone->zone_start_pfn)
567                 return false;
568
569         return true;
570 }
571
572 /*
573  * The "priority" of VM scanning is how much of the queues we will scan in one
574  * go. A value of 12 for DEF_PRIORITY implies that we will scan 1/4096th of the
575  * queues ("queue_length >> 12") during an aging round.
576  */
577 #define DEF_PRIORITY 12
578
579 /* Maximum number of zones on a zonelist */
580 #define MAX_ZONES_PER_ZONELIST (MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES)
581
582 enum {
583         ZONELIST_FALLBACK,      /* zonelist with fallback */
584 #ifdef CONFIG_NUMA
585         /*
586          * The NUMA zonelists are doubled because we need zonelists that
587          * restrict the allocations to a single node for __GFP_THISNODE.
588          */
589         ZONELIST_NOFALLBACK,    /* zonelist without fallback (__GFP_THISNODE) */
590 #endif
591         MAX_ZONELISTS
592 };
593
594 /*
595  * This struct contains information about a zone in a zonelist. It is stored
596  * here to avoid dereferences into large structures and lookups of tables
597  */
598 struct zoneref {
599         struct zone *zone;      /* Pointer to actual zone */
600         int zone_idx;           /* zone_idx(zoneref->zone) */
601 };
602
603 /*
604  * One allocation request operates on a zonelist. A zonelist
605  * is a list of zones, the first one is the 'goal' of the
606  * allocation, the other zones are fallback zones, in decreasing
607  * priority.
608  *
609  * To speed the reading of the zonelist, the zonerefs contain the zone index
610  * of the entry being read. Helper functions to access information given
611  * a struct zoneref are
612  *
613  * zonelist_zone()      - Return the struct zone * for an entry in _zonerefs
614  * zonelist_zone_idx()  - Return the index of the zone for an entry
615  * zonelist_node_idx()  - Return the index of the node for an entry
616  */
617 struct zonelist {
618         struct zoneref _zonerefs[MAX_ZONES_PER_ZONELIST + 1];
619 };
620
621 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
622 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
623 extern struct page *mem_map;
624 #endif
625
626 /*
627  * On NUMA machines, each NUMA node would have a pg_data_t to describe
628  * it's memory layout. On UMA machines there is a single pglist_data which
629  * describes the whole memory.
630  *
631  * Memory statistics and page replacement data structures are maintained on a
632  * per-zone basis.
633  */
634 struct bootmem_data;
635 typedef struct pglist_data {
636         struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
637         struct zonelist node_zonelists[MAX_ZONELISTS];
638         int nr_zones;
639 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP /* means !SPARSEMEM */
640         struct page *node_mem_map;
641 #ifdef CONFIG_PAGE_EXTENSION
642         struct page_ext *node_page_ext;
643 #endif
644 #endif
645 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG) || defined(CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT)
646         /*
647          * Must be held any time you expect node_start_pfn,
648          * node_present_pages, node_spanned_pages or nr_zones to stay constant.
649          *
650          * pgdat_resize_lock() and pgdat_resize_unlock() are provided to
651          * manipulate node_size_lock without checking for CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
652          * or CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT.
653          *
654          * Nests above zone->lock and zone->span_seqlock
655          */
656         spinlock_t node_size_lock;
657 #endif
658         unsigned long node_start_pfn;
659         unsigned long node_present_pages; /* total number of physical pages */
660         unsigned long node_spanned_pages; /* total size of physical page
661                                              range, including holes */
662         int node_id;
663         wait_queue_head_t kswapd_wait;
664         wait_queue_head_t pfmemalloc_wait;
665         struct task_struct *kswapd;     /* Protected by
666                                            mem_hotplug_begin/end() */
667         int kswapd_order;
668         enum zone_type kswapd_classzone_idx;
669
670         int kswapd_failures;            /* Number of 'reclaimed == 0' runs */
671
672 #ifdef CONFIG_COMPACTION
673         int kcompactd_max_order;
674         enum zone_type kcompactd_classzone_idx;
675         wait_queue_head_t kcompactd_wait;
676         struct task_struct *kcompactd;
677 #endif
678         /*
679          * This is a per-node reserve of pages that are not available
680          * to userspace allocations.
681          */
682         unsigned long           totalreserve_pages;
683
684 #ifdef CONFIG_NUMA
685         /*
686          * zone reclaim becomes active if more unmapped pages exist.
687          */
688         unsigned long           min_unmapped_pages;
689         unsigned long           min_slab_pages;
690 #endif /* CONFIG_NUMA */
691
692         /* Write-intensive fields used by page reclaim */
693         ZONE_PADDING(_pad1_)
694         spinlock_t              lru_lock;
695
696 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
697         /*
698          * If memory initialisation on large machines is deferred then this
699          * is the first PFN that needs to be initialised.
700          */
701         unsigned long first_deferred_pfn;
702 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
703
704 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
705         spinlock_t split_queue_lock;
706         struct list_head split_queue;
707         unsigned long split_queue_len;
708 #endif
709
710         /* Fields commonly accessed by the page reclaim scanner */
711         struct lruvec           lruvec;
712
713         unsigned long           flags;
714
715         ZONE_PADDING(_pad2_)
716
717         /* Per-node vmstats */
718         struct per_cpu_nodestat __percpu *per_cpu_nodestats;
719         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_NODE_STAT_ITEMS];
720 } pg_data_t;
721
722 #define node_present_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_present_pages)
723 #define node_spanned_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages)
724 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
725 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    ((pgdat)->node_mem_map + (pagenr))
726 #else
727 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    pfn_to_page((pgdat)->node_start_pfn + (pagenr))
728 #endif
729 #define nid_page_nr(nid, pagenr)        pgdat_page_nr(NODE_DATA(nid),(pagenr))
730
731 #define node_start_pfn(nid)     (NODE_DATA(nid)->node_start_pfn)
732 #define node_end_pfn(nid) pgdat_end_pfn(NODE_DATA(nid))
733
734 static inline struct lruvec *node_lruvec(struct pglist_data *pgdat)
735 {
736         return &pgdat->lruvec;
737 }
738
739 static inline unsigned long pgdat_end_pfn(pg_data_t *pgdat)
740 {
741         return pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
742 }
743
744 static inline bool pgdat_is_empty(pg_data_t *pgdat)
745 {
746         return !pgdat->node_start_pfn && !pgdat->node_spanned_pages;
747 }
748
749 #include <linux/memory_hotplug.h>
750
751 void build_all_zonelists(pg_data_t *pgdat);
752 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, gfp_t gfp_mask, int order,
753                    enum zone_type classzone_idx);
754 bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, unsigned int order, unsigned long mark,
755                          int classzone_idx, unsigned int alloc_flags,
756                          long free_pages);
757 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, unsigned int order,
758                 unsigned long mark, int classzone_idx,
759                 unsigned int alloc_flags);
760 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, unsigned int order,
761                 unsigned long mark, int classzone_idx);
762 enum memmap_context {
763         MEMMAP_EARLY,
764         MEMMAP_HOTPLUG,
765 };
766 extern void init_currently_empty_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
767                                      unsigned long size);
768
769 extern void lruvec_init(struct lruvec *lruvec);
770
771 static inline struct pglist_data *lruvec_pgdat(struct lruvec *lruvec)
772 {
773 #ifdef CONFIG_MEMCG
774         return lruvec->pgdat;
775 #else
776         return container_of(lruvec, struct pglist_data, lruvec);
777 #endif
778 }
779
780 extern unsigned long lruvec_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru, int zone_idx);
781
782 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORY_PRESENT
783 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
784 #else
785 static inline void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end) {}
786 #endif
787
788 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM)
789 void memblocks_present(void);
790 #else
791 static inline void memblocks_present(void) {}
792 #endif
793
794 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
795 int local_memory_node(int node_id);
796 #else
797 static inline int local_memory_node(int node_id) { return node_id; };
798 #endif
799
800 /*
801  * zone_idx() returns 0 for the ZONE_DMA zone, 1 for the ZONE_NORMAL zone, etc.
802  */
803 #define zone_idx(zone)          ((zone) - (zone)->zone_pgdat->node_zones)
804
805 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
806 static inline bool is_dev_zone(const struct zone *zone)
807 {
808         return zone_idx(zone) == ZONE_DEVICE;
809 }
810 #else
811 static inline bool is_dev_zone(const struct zone *zone)
812 {
813         return false;
814 }
815 #endif
816
817 /*
818  * Returns true if a zone has pages managed by the buddy allocator.
819  * All the reclaim decisions have to use this function rather than
820  * populated_zone(). If the whole zone is reserved then we can easily
821  * end up with populated_zone() && !managed_zone().
822  */
823 static inline bool managed_zone(struct zone *zone)
824 {
825         return zone_managed_pages(zone);
826 }
827
828 /* Returns true if a zone has memory */
829 static inline bool populated_zone(struct zone *zone)
830 {
831         return zone->present_pages;
832 }
833
834 #ifdef CONFIG_NUMA
835 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
836 {
837         return zone->node;
838 }
839
840 static inline void zone_set_nid(struct zone *zone, int nid)
841 {
842         zone->node = nid;
843 }
844 #else
845 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
846 {
847         return 0;
848 }
849
850 static inline void zone_set_nid(struct zone *zone, int nid) {}
851 #endif
852
853 extern int movable_zone;
854
855 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
856 static inline int zone_movable_is_highmem(void)
857 {
858 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
859         return movable_zone == ZONE_HIGHMEM;
860 #else
861         return (ZONE_MOVABLE - 1) == ZONE_HIGHMEM;
862 #endif
863 }
864 #endif
865
866 static inline int is_highmem_idx(enum zone_type idx)
867 {
868 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
869         return (idx == ZONE_HIGHMEM ||
870                 (idx == ZONE_MOVABLE && zone_movable_is_highmem()));
871 #else
872         return 0;
873 #endif
874 }
875
876 /**
877  * is_highmem - helper function to quickly check if a struct zone is a
878  *              highmem zone or not.  This is an attempt to keep references
879  *              to ZONE_{DMA/NORMAL/HIGHMEM/etc} in general code to a minimum.
880  * @zone - pointer to struct zone variable
881  */
882 static inline int is_highmem(struct zone *zone)
883 {
884 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
885         return is_highmem_idx(zone_idx(zone));
886 #else
887         return 0;
888 #endif
889 }
890
891 /* These two functions are used to setup the per zone pages min values */
892 struct ctl_table;
893 int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
894                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
895 int watermark_boost_factor_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
896                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
897 int watermark_scale_factor_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
898                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
899 extern int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES];
900 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
901                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
902 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
903                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
904 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
905                         void __user *, size_t *, loff_t *);
906 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
907                         void __user *, size_t *, loff_t *);
908
909 extern int numa_zonelist_order_handler(struct ctl_table *, int,
910                         void __user *, size_t *, loff_t *);
911 extern char numa_zonelist_order[];
912 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
913
914 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
915
916 extern struct pglist_data contig_page_data;
917 #define NODE_DATA(nid)          (&contig_page_data)
918 #define NODE_MEM_MAP(nid)       mem_map
919
920 #else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
921
922 #include <asm/mmzone.h>
923
924 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
925
926 extern struct pglist_data *first_online_pgdat(void);
927 extern struct pglist_data *next_online_pgdat(struct pglist_data *pgdat);
928 extern struct zone *next_zone(struct zone *zone);
929
930 /**
931  * for_each_online_pgdat - helper macro to iterate over all online nodes
932  * @pgdat - pointer to a pg_data_t variable
933  */
934 #define for_each_online_pgdat(pgdat)                    \
935         for (pgdat = first_online_pgdat();              \
936              pgdat;                                     \
937              pgdat = next_online_pgdat(pgdat))
938 /**
939  * for_each_zone - helper macro to iterate over all memory zones
940  * @zone - pointer to struct zone variable
941  *
942  * The user only needs to declare the zone variable, for_each_zone
943  * fills it in.
944  */
945 #define for_each_zone(zone)                             \
946         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
947              zone;                                      \
948              zone = next_zone(zone))
949
950 #define for_each_populated_zone(zone)                   \
951         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
952              zone;                                      \
953              zone = next_zone(zone))                    \
954                 if (!populated_zone(zone))              \
955                         ; /* do nothing */              \
956                 else
957
958 static inline struct zone *zonelist_zone(struct zoneref *zoneref)
959 {
960         return zoneref->zone;
961 }
962
963 static inline int zonelist_zone_idx(struct zoneref *zoneref)
964 {
965         return zoneref->zone_idx;
966 }
967
968 static inline int zonelist_node_idx(struct zoneref *zoneref)
969 {
970         return zone_to_nid(zoneref->zone);
971 }
972
973 struct zoneref *__next_zones_zonelist(struct zoneref *z,
974                                         enum zone_type highest_zoneidx,
975                                         nodemask_t *nodes);
976
977 /**
978  * 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
979  * @z - The cursor used as a starting point for the search
980  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
981  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
982  *
983  * This function returns the next zone at or below a given zone index that is
984  * within the allowed nodemask using a cursor as the starting point for the
985  * search. The zoneref returned is a cursor that represents the current zone
986  * being examined. It should be advanced by one before calling
987  * next_zones_zonelist again.
988  */
989 static __always_inline struct zoneref *next_zones_zonelist(struct zoneref *z,
990                                         enum zone_type highest_zoneidx,
991                                         nodemask_t *nodes)
992 {
993         if (likely(!nodes && zonelist_zone_idx(z) <= highest_zoneidx))
994                 return z;
995         return __next_zones_zonelist(z, highest_zoneidx, nodes);
996 }
997
998 /**
999  * first_zones_zonelist - Returns the first zone at or below highest_zoneidx within the allowed nodemask in a zonelist
1000  * @zonelist - The zonelist to search for a suitable zone
1001  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
1002  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
1003  * @return - Zoneref pointer for the first suitable zone found (see below)
1004  *
1005  * This function returns the first zone at or below a given zone index that is
1006  * within the allowed nodemask. The zoneref returned is a cursor that can be
1007  * used to iterate the zonelist with next_zones_zonelist by advancing it by
1008  * one before calling.
1009  *
1010  * When no eligible zone is found, zoneref->zone is NULL (zoneref itself is
1011  * never NULL). This may happen either genuinely, or due to concurrent nodemask
1012  * update due to cpuset modification.
1013  */
1014 static inline struct zoneref *first_zones_zonelist(struct zonelist *zonelist,
1015                                         enum zone_type highest_zoneidx,
1016                                         nodemask_t *nodes)
1017 {
1018         return next_zones_zonelist(zonelist->_zonerefs,
1019                                                         highest_zoneidx, nodes);
1020 }
1021
1022 /**
1023  * 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
1024  * @zone - The current zone in the iterator
1025  * @z - The current pointer within zonelist->zones being iterated
1026  * @zlist - The zonelist being iterated
1027  * @highidx - The zone index of the highest zone to return
1028  * @nodemask - Nodemask allowed by the allocator
1029  *
1030  * This iterator iterates though all zones at or below a given zone index and
1031  * within a given nodemask
1032  */
1033 #define for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, nodemask) \
1034         for (z = first_zones_zonelist(zlist, highidx, nodemask), zone = zonelist_zone(z);       \
1035                 zone;                                                   \
1036                 z = next_zones_zonelist(++z, highidx, nodemask),        \
1037                         zone = zonelist_zone(z))
1038
1039 #define for_next_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, nodemask) \
1040         for (zone = z->zone;    \
1041                 zone;                                                   \
1042                 z = next_zones_zonelist(++z, highidx, nodemask),        \
1043                         zone = zonelist_zone(z))
1044
1045
1046 /**
1047  * for_each_zone_zonelist - helper macro to iterate over valid zones in a zonelist at or below a given zone index
1048  * @zone - The current zone in the iterator
1049  * @z - The current pointer within zonelist->zones being iterated
1050  * @zlist - The zonelist being iterated
1051  * @highidx - The zone index of the highest zone to return
1052  *
1053  * This iterator iterates though all zones at or below a given zone index.
1054  */
1055 #define for_each_zone_zonelist(zone, z, zlist, highidx) \
1056         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, NULL)
1057
1058 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
1059 #include <asm/sparsemem.h>
1060 #endif
1061
1062 #if !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID) && \
1063         !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP)
1064 static inline unsigned long early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
1065 {
1066         BUILD_BUG_ON(IS_ENABLED(CONFIG_NUMA));
1067         return 0;
1068 }
1069 #endif
1070
1071 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1072 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
1073 #endif
1074
1075 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
1076
1077 /*
1078  * SECTION_SHIFT                #bits space required to store a section #
1079  *
1080  * PA_SECTION_SHIFT             physical address to/from section number
1081  * PFN_SECTION_SHIFT            pfn to/from section number
1082  */
1083 #define PA_SECTION_SHIFT        (SECTION_SIZE_BITS)
1084 #define PFN_SECTION_SHIFT       (SECTION_SIZE_BITS - PAGE_SHIFT)
1085
1086 #define NR_MEM_SECTIONS         (1UL << SECTIONS_SHIFT)
1087
1088 #define PAGES_PER_SECTION       (1UL << PFN_SECTION_SHIFT)
1089 #define PAGE_SECTION_MASK       (~(PAGES_PER_SECTION-1))
1090
1091 #define SECTION_BLOCKFLAGS_BITS \
1092         ((1UL << (PFN_SECTION_SHIFT - pageblock_order)) * NR_PAGEBLOCK_BITS)
1093
1094 #if (MAX_ORDER - 1 + PAGE_SHIFT) > SECTION_SIZE_BITS
1095 #error Allocator MAX_ORDER exceeds SECTION_SIZE
1096 #endif
1097
1098 static inline unsigned long pfn_to_section_nr(unsigned long pfn)
1099 {
1100         return pfn >> PFN_SECTION_SHIFT;
1101 }
1102 static inline unsigned long section_nr_to_pfn(unsigned long sec)
1103 {
1104         return sec << PFN_SECTION_SHIFT;
1105 }
1106
1107 #define SECTION_ALIGN_UP(pfn)   (((pfn) + PAGES_PER_SECTION - 1) & PAGE_SECTION_MASK)
1108 #define SECTION_ALIGN_DOWN(pfn) ((pfn) & PAGE_SECTION_MASK)
1109
1110 struct page;
1111 struct page_ext;
1112 struct mem_section {
1113         /*
1114          * This is, logically, a pointer to an array of struct
1115          * pages.  However, it is stored with some other magic.
1116          * (see sparse.c::sparse_init_one_section())
1117          *
1118          * Additionally during early boot we encode node id of
1119          * the location of the section here to guide allocation.
1120          * (see sparse.c::memory_present())
1121          *
1122          * Making it a UL at least makes someone do a cast
1123          * before using it wrong.
1124          */
1125         unsigned long section_mem_map;
1126
1127         /* See declaration of similar field in struct zone */
1128         unsigned long *pageblock_flags;
1129 #ifdef CONFIG_PAGE_EXTENSION
1130         /*
1131          * If SPARSEMEM, pgdat doesn't have page_ext pointer. We use
1132          * section. (see page_ext.h about this.)
1133          */
1134         struct page_ext *page_ext;
1135         unsigned long pad;
1136 #endif
1137         /*
1138          * WARNING: mem_section must be a power-of-2 in size for the
1139          * calculation and use of SECTION_ROOT_MASK to make sense.
1140          */
1141 };
1142
1143 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
1144 #define SECTIONS_PER_ROOT       (PAGE_SIZE / sizeof (struct mem_section))
1145 #else
1146 #define SECTIONS_PER_ROOT       1
1147 #endif
1148
1149 #define SECTION_NR_TO_ROOT(sec) ((sec) / SECTIONS_PER_ROOT)
1150 #define NR_SECTION_ROOTS        DIV_ROUND_UP(NR_MEM_SECTIONS, SECTIONS_PER_ROOT)
1151 #define SECTION_ROOT_MASK       (SECTIONS_PER_ROOT - 1)
1152
1153 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
1154 extern struct mem_section **mem_section;
1155 #else
1156 extern struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT];
1157 #endif
1158
1159 static inline struct mem_section *__nr_to_section(unsigned long nr)
1160 {
1161 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
1162         if (!mem_section)
1163                 return NULL;
1164 #endif
1165         if (!mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)])
1166                 return NULL;
1167         return &mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)][nr & SECTION_ROOT_MASK];
1168 }
1169 extern int __section_nr(struct mem_section* ms);
1170 extern unsigned long usemap_size(void);
1171
1172 /*
1173  * We use the lower bits of the mem_map pointer to store
1174  * a little bit of information.  The pointer is calculated
1175  * as mem_map - section_nr_to_pfn(pnum).  The result is
1176  * aligned to the minimum alignment of the two values:
1177  *   1. All mem_map arrays are page-aligned.
1178  *   2. section_nr_to_pfn() always clears PFN_SECTION_SHIFT
1179  *      lowest bits.  PFN_SECTION_SHIFT is arch-specific
1180  *      (equal SECTION_SIZE_BITS - PAGE_SHIFT), and the
1181  *      worst combination is powerpc with 256k pages,
1182  *      which results in PFN_SECTION_SHIFT equal 6.
1183  * To sum it up, at least 6 bits are available.
1184  */
1185 #define SECTION_MARKED_PRESENT  (1UL<<0)
1186 #define SECTION_HAS_MEM_MAP     (1UL<<1)
1187 #define SECTION_IS_ONLINE       (1UL<<2)
1188 #define SECTION_MAP_LAST_BIT    (1UL<<3)
1189 #define SECTION_MAP_MASK        (~(SECTION_MAP_LAST_BIT-1))
1190 #define SECTION_NID_SHIFT       3
1191
1192 static inline struct page *__section_mem_map_addr(struct mem_section *section)
1193 {
1194         unsigned long map = section->section_mem_map;
1195         map &= SECTION_MAP_MASK;
1196         return (struct page *)map;
1197 }
1198
1199 static inline int present_section(struct mem_section *section)
1200 {
1201         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_MARKED_PRESENT));
1202 }
1203
1204 static inline int present_section_nr(unsigned long nr)
1205 {
1206         return present_section(__nr_to_section(nr));
1207 }
1208
1209 static inline int valid_section(struct mem_section *section)
1210 {
1211         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_HAS_MEM_MAP));
1212 }
1213
1214 static inline int valid_section_nr(unsigned long nr)
1215 {
1216         return valid_section(__nr_to_section(nr));
1217 }
1218
1219 static inline int online_section(struct mem_section *section)
1220 {
1221         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_IS_ONLINE));
1222 }
1223
1224 static inline int online_section_nr(unsigned long nr)
1225 {
1226         return online_section(__nr_to_section(nr));
1227 }
1228
1229 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1230 void online_mem_sections(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn);
1231 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1232 void offline_mem_sections(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn);
1233 #endif
1234 #endif
1235
1236 static inline struct mem_section *__pfn_to_section(unsigned long pfn)
1237 {
1238         return __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
1239 }
1240
1241 extern int __highest_present_section_nr;
1242
1243 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID
1244 static inline int pfn_valid(unsigned long pfn)
1245 {
1246         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1247                 return 0;
1248         return valid_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1249 }
1250 #endif
1251
1252 static inline int pfn_present(unsigned long pfn)
1253 {
1254         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1255                 return 0;
1256         return present_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1257 }
1258
1259 /*
1260  * These are _only_ used during initialisation, therefore they
1261  * can use __initdata ...  They could have names to indicate
1262  * this restriction.
1263  */
1264 #ifdef CONFIG_NUMA
1265 #define pfn_to_nid(pfn)                                                 \
1266 ({                                                                      \
1267         unsigned long __pfn_to_nid_pfn = (pfn);                         \
1268         page_to_nid(pfn_to_page(__pfn_to_nid_pfn));                     \
1269 })
1270 #else
1271 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
1272 #endif
1273
1274 #define early_pfn_valid(pfn)    pfn_valid(pfn)
1275 void sparse_init(void);
1276 #else
1277 #define sparse_init()   do {} while (0)
1278 #define sparse_index_init(_sec, _nid)  do {} while (0)
1279 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
1280
1281 /*
1282  * During memory init memblocks map pfns to nids. The search is expensive and
1283  * this caches recent lookups. The implementation of __early_pfn_to_nid
1284  * may treat start/end as pfns or sections.
1285  */
1286 struct mminit_pfnnid_cache {
1287         unsigned long last_start;
1288         unsigned long last_end;
1289         int last_nid;
1290 };
1291
1292 #ifndef early_pfn_valid
1293 #define early_pfn_valid(pfn)    (1)
1294 #endif
1295
1296 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
1297
1298 /*
1299  * If it is possible to have holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES, then we
1300  * need to check pfn validity within that MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1301  * pfn_valid_within() should be used in this case; we optimise this away
1302  * when we have no holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1303  */
1304 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
1305 #define pfn_valid_within(pfn) pfn_valid(pfn)
1306 #else
1307 #define pfn_valid_within(pfn) (1)
1308 #endif
1309
1310 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HOLES_MEMORYMODEL
1311 /*
1312  * pfn_valid() is meant to be able to tell if a given PFN has valid memmap
1313  * associated with it or not. This means that a struct page exists for this
1314  * pfn. The caller cannot assume the page is fully initialized in general.
1315  * Hotplugable pages might not have been onlined yet. pfn_to_online_page()
1316  * will ensure the struct page is fully online and initialized. Special pages
1317  * (e.g. ZONE_DEVICE) are never onlined and should be treated accordingly.
1318  *
1319  * In FLATMEM, it is expected that holes always have valid memmap as long as
1320  * there is valid PFNs either side of the hole. In SPARSEMEM, it is assumed
1321  * that a valid section has a memmap for the entire section.
1322  *
1323  * However, an ARM, and maybe other embedded architectures in the future
1324  * free memmap backing holes to save memory on the assumption the memmap is
1325  * never used. The page_zone linkages are then broken even though pfn_valid()
1326  * returns true. A walker of the full memmap must then do this additional
1327  * check to ensure the memmap they are looking at is sane by making sure
1328  * the zone and PFN linkages are still valid. This is expensive, but walkers
1329  * of the full memmap are extremely rare.
1330  */
1331 bool memmap_valid_within(unsigned long pfn,
1332                                         struct page *page, struct zone *zone);
1333 #else
1334 static inline bool memmap_valid_within(unsigned long pfn,
1335                                         struct page *page, struct zone *zone)
1336 {
1337         return true;
1338 }
1339 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HOLES_MEMORYMODEL */
1340
1341 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
1342 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1343 #endif /* _LINUX_MMZONE_H */