]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - include/linux/mmzone.h
Merge remote-tracking branch 'file-locks/linux-next'
[karo-tx-linux.git] / include / linux / mmzone.h
1 #ifndef _LINUX_MMZONE_H
2 #define _LINUX_MMZONE_H
3
4 #ifndef __ASSEMBLY__
5 #ifndef __GENERATING_BOUNDS_H
6
7 #include <linux/spinlock.h>
8 #include <linux/list.h>
9 #include <linux/wait.h>
10 #include <linux/bitops.h>
11 #include <linux/cache.h>
12 #include <linux/threads.h>
13 #include <linux/numa.h>
14 #include <linux/init.h>
15 #include <linux/seqlock.h>
16 #include <linux/nodemask.h>
17 #include <linux/pageblock-flags.h>
18 #include <linux/page-flags-layout.h>
19 #include <linux/atomic.h>
20 #include <asm/page.h>
21
22 /* Free memory management - zoned buddy allocator.  */
23 #ifndef CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
24 #define MAX_ORDER 11
25 #else
26 #define MAX_ORDER CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
27 #endif
28 #define MAX_ORDER_NR_PAGES (1 << (MAX_ORDER - 1))
29
30 /*
31  * PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER is the order at which allocations are deemed
32  * costly to service.  That is between allocation orders which should
33  * coalesce naturally under reasonable reclaim pressure and those which
34  * will not.
35  */
36 #define PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER 3
37
38 enum {
39         MIGRATE_UNMOVABLE,
40         MIGRATE_RECLAIMABLE,
41         MIGRATE_MOVABLE,
42         MIGRATE_PCPTYPES,       /* the number of types on the pcp lists */
43         MIGRATE_RESERVE = MIGRATE_PCPTYPES,
44 #ifdef CONFIG_CMA
45         /*
46          * MIGRATE_CMA migration type is designed to mimic the way
47          * ZONE_MOVABLE works.  Only movable pages can be allocated
48          * from MIGRATE_CMA pageblocks and page allocator never
49          * implicitly change migration type of MIGRATE_CMA pageblock.
50          *
51          * The way to use it is to change migratetype of a range of
52          * pageblocks to MIGRATE_CMA which can be done by
53          * __free_pageblock_cma() function.  What is important though
54          * is that a range of pageblocks must be aligned to
55          * MAX_ORDER_NR_PAGES should biggest page be bigger then
56          * a single pageblock.
57          */
58         MIGRATE_CMA,
59 #endif
60 #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
61         MIGRATE_ISOLATE,        /* can't allocate from here */
62 #endif
63         MIGRATE_TYPES
64 };
65
66 #ifdef CONFIG_CMA
67 #  define is_migrate_cma(migratetype) unlikely((migratetype) == MIGRATE_CMA)
68 #else
69 #  define is_migrate_cma(migratetype) false
70 #endif
71
72 #define for_each_migratetype_order(order, type) \
73         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) \
74                 for (type = 0; type < MIGRATE_TYPES; type++)
75
76 extern int page_group_by_mobility_disabled;
77
78 #define NR_MIGRATETYPE_BITS (PB_migrate_end - PB_migrate + 1)
79 #define MIGRATETYPE_MASK ((1UL << NR_MIGRATETYPE_BITS) - 1)
80
81 #define get_pageblock_migratetype(page)                                 \
82         get_pfnblock_flags_mask(page, page_to_pfn(page),                \
83                         PB_migrate_end, MIGRATETYPE_MASK)
84
85 static inline int get_pfnblock_migratetype(struct page *page, unsigned long pfn)
86 {
87         BUILD_BUG_ON(PB_migrate_end - PB_migrate != 2);
88         return get_pfnblock_flags_mask(page, pfn, PB_migrate_end,
89                                         MIGRATETYPE_MASK);
90 }
91
92 struct free_area {
93         struct list_head        free_list[MIGRATE_TYPES];
94         unsigned long           nr_free;
95 };
96
97 struct pglist_data;
98
99 /*
100  * zone->lock and zone->lru_lock are two of the hottest locks in the kernel.
101  * So add a wild amount of padding here to ensure that they fall into separate
102  * cachelines.  There are very few zone structures in the machine, so space
103  * consumption is not a concern here.
104  */
105 #if defined(CONFIG_SMP)
106 struct zone_padding {
107         char x[0];
108 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
109 #define ZONE_PADDING(name)      struct zone_padding name;
110 #else
111 #define ZONE_PADDING(name)
112 #endif
113
114 enum zone_stat_item {
115         /* First 128 byte cacheline (assuming 64 bit words) */
116         NR_FREE_PAGES,
117         NR_ALLOC_BATCH,
118         NR_LRU_BASE,
119         NR_INACTIVE_ANON = NR_LRU_BASE, /* must match order of LRU_[IN]ACTIVE */
120         NR_ACTIVE_ANON,         /*  "     "     "   "       "         */
121         NR_INACTIVE_FILE,       /*  "     "     "   "       "         */
122         NR_ACTIVE_FILE,         /*  "     "     "   "       "         */
123         NR_UNEVICTABLE,         /*  "     "     "   "       "         */
124         NR_MLOCK,               /* mlock()ed pages found and moved off LRU */
125         NR_ANON_PAGES,  /* Mapped anonymous pages */
126         NR_FILE_MAPPED, /* pagecache pages mapped into pagetables.
127                            only modified from process context */
128         NR_FILE_PAGES,
129         NR_FILE_DIRTY,
130         NR_WRITEBACK,
131         NR_SLAB_RECLAIMABLE,
132         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
133         NR_PAGETABLE,           /* used for pagetables */
134         NR_KERNEL_STACK,
135         /* Second 128 byte cacheline */
136         NR_UNSTABLE_NFS,        /* NFS unstable pages */
137         NR_BOUNCE,
138         NR_VMSCAN_WRITE,
139         NR_VMSCAN_IMMEDIATE,    /* Prioritise for reclaim when writeback ends */
140         NR_WRITEBACK_TEMP,      /* Writeback using temporary buffers */
141         NR_ISOLATED_ANON,       /* Temporary isolated pages from anon lru */
142         NR_ISOLATED_FILE,       /* Temporary isolated pages from file lru */
143         NR_SHMEM,               /* shmem pages (included tmpfs/GEM pages) */
144         NR_DIRTIED,             /* page dirtyings since bootup */
145         NR_WRITTEN,             /* page writings since bootup */
146         NR_PAGES_SCANNED,       /* pages scanned since last reclaim */
147 #ifdef CONFIG_NUMA
148         NUMA_HIT,               /* allocated in intended node */
149         NUMA_MISS,              /* allocated in non intended node */
150         NUMA_FOREIGN,           /* was intended here, hit elsewhere */
151         NUMA_INTERLEAVE_HIT,    /* interleaver preferred this zone */
152         NUMA_LOCAL,             /* allocation from local node */
153         NUMA_OTHER,             /* allocation from other node */
154 #endif
155         WORKINGSET_REFAULT,
156         WORKINGSET_ACTIVATE,
157         WORKINGSET_NODERECLAIM,
158         NR_ANON_TRANSPARENT_HUGEPAGES,
159         NR_FREE_CMA_PAGES,
160         NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS };
161
162 /*
163  * We do arithmetic on the LRU lists in various places in the code,
164  * so it is important to keep the active lists LRU_ACTIVE higher in
165  * the array than the corresponding inactive lists, and to keep
166  * the *_FILE lists LRU_FILE higher than the corresponding _ANON lists.
167  *
168  * This has to be kept in sync with the statistics in zone_stat_item
169  * above and the descriptions in vmstat_text in mm/vmstat.c
170  */
171 #define LRU_BASE 0
172 #define LRU_ACTIVE 1
173 #define LRU_FILE 2
174
175 enum lru_list {
176         LRU_INACTIVE_ANON = LRU_BASE,
177         LRU_ACTIVE_ANON = LRU_BASE + LRU_ACTIVE,
178         LRU_INACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE,
179         LRU_ACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE + LRU_ACTIVE,
180         LRU_UNEVICTABLE,
181         NR_LRU_LISTS
182 };
183
184 #define for_each_lru(lru) for (lru = 0; lru < NR_LRU_LISTS; lru++)
185
186 #define for_each_evictable_lru(lru) for (lru = 0; lru <= LRU_ACTIVE_FILE; lru++)
187
188 static inline int is_file_lru(enum lru_list lru)
189 {
190         return (lru == LRU_INACTIVE_FILE || lru == LRU_ACTIVE_FILE);
191 }
192
193 static inline int is_active_lru(enum lru_list lru)
194 {
195         return (lru == LRU_ACTIVE_ANON || lru == LRU_ACTIVE_FILE);
196 }
197
198 static inline int is_unevictable_lru(enum lru_list lru)
199 {
200         return (lru == LRU_UNEVICTABLE);
201 }
202
203 struct zone_reclaim_stat {
204         /*
205          * The pageout code in vmscan.c keeps track of how many of the
206          * mem/swap backed and file backed pages are referenced.
207          * The higher the rotated/scanned ratio, the more valuable
208          * that cache is.
209          *
210          * The anon LRU stats live in [0], file LRU stats in [1]
211          */
212         unsigned long           recent_rotated[2];
213         unsigned long           recent_scanned[2];
214 };
215
216 struct lruvec {
217         struct list_head lists[NR_LRU_LISTS];
218         struct zone_reclaim_stat reclaim_stat;
219 #ifdef CONFIG_MEMCG
220         struct zone *zone;
221 #endif
222 };
223
224 /* Mask used at gathering information at once (see memcontrol.c) */
225 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
226 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
227 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
228
229 /* Isolate clean file */
230 #define ISOLATE_CLEAN           ((__force isolate_mode_t)0x1)
231 /* Isolate unmapped file */
232 #define ISOLATE_UNMAPPED        ((__force isolate_mode_t)0x2)
233 /* Isolate for asynchronous migration */
234 #define ISOLATE_ASYNC_MIGRATE   ((__force isolate_mode_t)0x4)
235 /* Isolate unevictable pages */
236 #define ISOLATE_UNEVICTABLE     ((__force isolate_mode_t)0x8)
237
238 /* LRU Isolation modes. */
239 typedef unsigned __bitwise__ isolate_mode_t;
240
241 enum zone_watermarks {
242         WMARK_MIN,
243         WMARK_LOW,
244         WMARK_HIGH,
245         NR_WMARK
246 };
247
248 #define min_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_MIN])
249 #define low_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_LOW])
250 #define high_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_HIGH])
251
252 struct per_cpu_pages {
253         int count;              /* number of pages in the list */
254         int high;               /* high watermark, emptying needed */
255         int batch;              /* chunk size for buddy add/remove */
256
257         /* Lists of pages, one per migrate type stored on the pcp-lists */
258         struct list_head lists[MIGRATE_PCPTYPES];
259 };
260
261 struct per_cpu_pageset {
262         struct per_cpu_pages pcp;
263 #ifdef CONFIG_NUMA
264         s8 expire;
265 #endif
266 #ifdef CONFIG_SMP
267         s8 stat_threshold;
268         s8 vm_stat_diff[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
269 #endif
270 };
271
272 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
273
274 enum zone_type {
275 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
276         /*
277          * ZONE_DMA is used when there are devices that are not able
278          * to do DMA to all of addressable memory (ZONE_NORMAL). Then we
279          * carve out the portion of memory that is needed for these devices.
280          * The range is arch specific.
281          *
282          * Some examples
283          *
284          * Architecture         Limit
285          * ---------------------------
286          * parisc, ia64, sparc  <4G
287          * s390                 <2G
288          * arm                  Various
289          * alpha                Unlimited or 0-16MB.
290          *
291          * i386, x86_64 and multiple other arches
292          *                      <16M.
293          */
294         ZONE_DMA,
295 #endif
296 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
297         /*
298          * x86_64 needs two ZONE_DMAs because it supports devices that are
299          * only able to do DMA to the lower 16M but also 32 bit devices that
300          * can only do DMA areas below 4G.
301          */
302         ZONE_DMA32,
303 #endif
304         /*
305          * Normal addressable memory is in ZONE_NORMAL. DMA operations can be
306          * performed on pages in ZONE_NORMAL if the DMA devices support
307          * transfers to all addressable memory.
308          */
309         ZONE_NORMAL,
310 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
311         /*
312          * A memory area that is only addressable by the kernel through
313          * mapping portions into its own address space. This is for example
314          * used by i386 to allow the kernel to address the memory beyond
315          * 900MB. The kernel will set up special mappings (page
316          * table entries on i386) for each page that the kernel needs to
317          * access.
318          */
319         ZONE_HIGHMEM,
320 #endif
321         ZONE_MOVABLE,
322 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
323         ZONE_DEVICE,
324 #endif
325         __MAX_NR_ZONES
326
327 };
328
329 #ifndef __GENERATING_BOUNDS_H
330
331 struct zone {
332         /* Read-mostly fields */
333
334         /* zone watermarks, access with *_wmark_pages(zone) macros */
335         unsigned long watermark[NR_WMARK];
336
337         /*
338          * We don't know if the memory that we're going to allocate will be freeable
339          * or/and it will be released eventually, so to avoid totally wasting several
340          * GB of ram we must reserve some of the lower zone memory (otherwise we risk
341          * to run OOM on the lower zones despite there's tons of freeable ram
342          * on the higher zones). This array is recalculated at runtime if the
343          * sysctl_lowmem_reserve_ratio sysctl changes.
344          */
345         long lowmem_reserve[MAX_NR_ZONES];
346
347 #ifdef CONFIG_NUMA
348         int node;
349 #endif
350
351         /*
352          * The target ratio of ACTIVE_ANON to INACTIVE_ANON pages on
353          * this zone's LRU.  Maintained by the pageout code.
354          */
355         unsigned int inactive_ratio;
356
357         struct pglist_data      *zone_pgdat;
358         struct per_cpu_pageset __percpu *pageset;
359
360         /*
361          * This is a per-zone reserve of pages that should not be
362          * considered dirtyable memory.
363          */
364         unsigned long           dirty_balance_reserve;
365
366 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
367         /*
368          * Flags for a pageblock_nr_pages block. See pageblock-flags.h.
369          * In SPARSEMEM, this map is stored in struct mem_section
370          */
371         unsigned long           *pageblock_flags;
372 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
373
374 #ifdef CONFIG_NUMA
375         /*
376          * zone reclaim becomes active if more unmapped pages exist.
377          */
378         unsigned long           min_unmapped_pages;
379         unsigned long           min_slab_pages;
380 #endif /* CONFIG_NUMA */
381
382         /* zone_start_pfn == zone_start_paddr >> PAGE_SHIFT */
383         unsigned long           zone_start_pfn;
384
385         /*
386          * spanned_pages is the total pages spanned by the zone, including
387          * holes, which is calculated as:
388          *      spanned_pages = zone_end_pfn - zone_start_pfn;
389          *
390          * present_pages is physical pages existing within the zone, which
391          * is calculated as:
392          *      present_pages = spanned_pages - absent_pages(pages in holes);
393          *
394          * managed_pages is present pages managed by the buddy system, which
395          * is calculated as (reserved_pages includes pages allocated by the
396          * bootmem allocator):
397          *      managed_pages = present_pages - reserved_pages;
398          *
399          * So present_pages may be used by memory hotplug or memory power
400          * management logic to figure out unmanaged pages by checking
401          * (present_pages - managed_pages). And managed_pages should be used
402          * by page allocator and vm scanner to calculate all kinds of watermarks
403          * and thresholds.
404          *
405          * Locking rules:
406          *
407          * zone_start_pfn and spanned_pages are protected by span_seqlock.
408          * It is a seqlock because it has to be read outside of zone->lock,
409          * and it is done in the main allocator path.  But, it is written
410          * quite infrequently.
411          *
412          * The span_seq lock is declared along with zone->lock because it is
413          * frequently read in proximity to zone->lock.  It's good to
414          * give them a chance of being in the same cacheline.
415          *
416          * Write access to present_pages at runtime should be protected by
417          * mem_hotplug_begin/end(). Any reader who can't tolerant drift of
418          * present_pages should get_online_mems() to get a stable value.
419          *
420          * Read access to managed_pages should be safe because it's unsigned
421          * long. Write access to zone->managed_pages and totalram_pages are
422          * protected by managed_page_count_lock at runtime. Idealy only
423          * adjust_managed_page_count() should be used instead of directly
424          * touching zone->managed_pages and totalram_pages.
425          */
426         unsigned long           managed_pages;
427         unsigned long           spanned_pages;
428         unsigned long           present_pages;
429
430         const char              *name;
431
432         /*
433          * Number of MIGRATE_RESERVE page block. To maintain for just
434          * optimization. Protected by zone->lock.
435          */
436         int                     nr_migrate_reserve_block;
437
438 #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
439         /*
440          * Number of isolated pageblock. It is used to solve incorrect
441          * freepage counting problem due to racy retrieving migratetype
442          * of pageblock. Protected by zone->lock.
443          */
444         unsigned long           nr_isolate_pageblock;
445 #endif
446
447 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
448         /* see spanned/present_pages for more description */
449         seqlock_t               span_seqlock;
450 #endif
451
452         /*
453          * wait_table           -- the array holding the hash table
454          * wait_table_hash_nr_entries   -- the size of the hash table array
455          * wait_table_bits      -- wait_table_size == (1 << wait_table_bits)
456          *
457          * The purpose of all these is to keep track of the people
458          * waiting for a page to become available and make them
459          * runnable again when possible. The trouble is that this
460          * consumes a lot of space, especially when so few things
461          * wait on pages at a given time. So instead of using
462          * per-page waitqueues, we use a waitqueue hash table.
463          *
464          * The bucket discipline is to sleep on the same queue when
465          * colliding and wake all in that wait queue when removing.
466          * When something wakes, it must check to be sure its page is
467          * truly available, a la thundering herd. The cost of a
468          * collision is great, but given the expected load of the
469          * table, they should be so rare as to be outweighed by the
470          * benefits from the saved space.
471          *
472          * __wait_on_page_locked() and unlock_page() in mm/filemap.c, are the
473          * primary users of these fields, and in mm/page_alloc.c
474          * free_area_init_core() performs the initialization of them.
475          */
476         wait_queue_head_t       *wait_table;
477         unsigned long           wait_table_hash_nr_entries;
478         unsigned long           wait_table_bits;
479
480         ZONE_PADDING(_pad1_)
481         /* free areas of different sizes */
482         struct free_area        free_area[MAX_ORDER];
483
484         /* zone flags, see below */
485         unsigned long           flags;
486
487         /* Write-intensive fields used from the page allocator */
488         spinlock_t              lock;
489
490         ZONE_PADDING(_pad2_)
491
492         /* Write-intensive fields used by page reclaim */
493
494         /* Fields commonly accessed by the page reclaim scanner */
495         spinlock_t              lru_lock;
496         struct lruvec           lruvec;
497
498         /* Evictions & activations on the inactive file list */
499         atomic_long_t           inactive_age;
500
501         /*
502          * When free pages are below this point, additional steps are taken
503          * when reading the number of free pages to avoid per-cpu counter
504          * drift allowing watermarks to be breached
505          */
506         unsigned long percpu_drift_mark;
507
508 #if defined CONFIG_COMPACTION || defined CONFIG_CMA
509         /* pfn where compaction free scanner should start */
510         unsigned long           compact_cached_free_pfn;
511         /* pfn where async and sync compaction migration scanner should start */
512         unsigned long           compact_cached_migrate_pfn[2];
513 #endif
514
515 #ifdef CONFIG_COMPACTION
516         /*
517          * On compaction failure, 1<<compact_defer_shift compactions
518          * are skipped before trying again. The number attempted since
519          * last failure is tracked with compact_considered.
520          */
521         unsigned int            compact_considered;
522         unsigned int            compact_defer_shift;
523         int                     compact_order_failed;
524 #endif
525
526 #if defined CONFIG_COMPACTION || defined CONFIG_CMA
527         /* Set to true when the PG_migrate_skip bits should be cleared */
528         bool                    compact_blockskip_flush;
529 #endif
530
531         ZONE_PADDING(_pad3_)
532         /* Zone statistics */
533         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
534 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
535
536 enum zone_flags {
537         ZONE_RECLAIM_LOCKED,            /* prevents concurrent reclaim */
538         ZONE_OOM_LOCKED,                /* zone is in OOM killer zonelist */
539         ZONE_CONGESTED,                 /* zone has many dirty pages backed by
540                                          * a congested BDI
541                                          */
542         ZONE_DIRTY,                     /* reclaim scanning has recently found
543                                          * many dirty file pages at the tail
544                                          * of the LRU.
545                                          */
546         ZONE_WRITEBACK,                 /* reclaim scanning has recently found
547                                          * many pages under writeback
548                                          */
549         ZONE_FAIR_DEPLETED,             /* fair zone policy batch depleted */
550 };
551
552 static inline unsigned long zone_end_pfn(const struct zone *zone)
553 {
554         return zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
555 }
556
557 static inline bool zone_spans_pfn(const struct zone *zone, unsigned long pfn)
558 {
559         return zone->zone_start_pfn <= pfn && pfn < zone_end_pfn(zone);
560 }
561
562 static inline bool zone_is_initialized(struct zone *zone)
563 {
564         return !!zone->wait_table;
565 }
566
567 static inline bool zone_is_empty(struct zone *zone)
568 {
569         return zone->spanned_pages == 0;
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 #ifdef CONFIG_NUMA
583
584 /*
585  * The NUMA zonelists are doubled because we need zonelists that restrict the
586  * allocations to a single node for __GFP_THISNODE.
587  *
588  * [0]  : Zonelist with fallback
589  * [1]  : No fallback (__GFP_THISNODE)
590  */
591 #define MAX_ZONELISTS 2
592
593
594 /*
595  * We cache key information from each zonelist for smaller cache
596  * footprint when scanning for free pages in get_page_from_freelist().
597  *
598  * 1) The BITMAP fullzones tracks which zones in a zonelist have come
599  *    up short of free memory since the last time (last_fullzone_zap)
600  *    we zero'd fullzones.
601  * 2) The array z_to_n[] maps each zone in the zonelist to its node
602  *    id, so that we can efficiently evaluate whether that node is
603  *    set in the current tasks mems_allowed.
604  *
605  * Both fullzones and z_to_n[] are one-to-one with the zonelist,
606  * indexed by a zones offset in the zonelist zones[] array.
607  *
608  * The get_page_from_freelist() routine does two scans.  During the
609  * first scan, we skip zones whose corresponding bit in 'fullzones'
610  * is set or whose corresponding node in current->mems_allowed (which
611  * comes from cpusets) is not set.  During the second scan, we bypass
612  * this zonelist_cache, to ensure we look methodically at each zone.
613  *
614  * Once per second, we zero out (zap) fullzones, forcing us to
615  * reconsider nodes that might have regained more free memory.
616  * The field last_full_zap is the time we last zapped fullzones.
617  *
618  * This mechanism reduces the amount of time we waste repeatedly
619  * reexaming zones for free memory when they just came up low on
620  * memory momentarilly ago.
621  *
622  * The zonelist_cache struct members logically belong in struct
623  * zonelist.  However, the mempolicy zonelists constructed for
624  * MPOL_BIND are intentionally variable length (and usually much
625  * shorter).  A general purpose mechanism for handling structs with
626  * multiple variable length members is more mechanism than we want
627  * here.  We resort to some special case hackery instead.
628  *
629  * The MPOL_BIND zonelists don't need this zonelist_cache (in good
630  * part because they are shorter), so we put the fixed length stuff
631  * at the front of the zonelist struct, ending in a variable length
632  * zones[], as is needed by MPOL_BIND.
633  *
634  * Then we put the optional zonelist cache on the end of the zonelist
635  * struct.  This optional stuff is found by a 'zlcache_ptr' pointer in
636  * the fixed length portion at the front of the struct.  This pointer
637  * both enables us to find the zonelist cache, and in the case of
638  * MPOL_BIND zonelists, (which will just set the zlcache_ptr to NULL)
639  * to know that the zonelist cache is not there.
640  *
641  * The end result is that struct zonelists come in two flavors:
642  *  1) The full, fixed length version, shown below, and
643  *  2) The custom zonelists for MPOL_BIND.
644  * The custom MPOL_BIND zonelists have a NULL zlcache_ptr and no zlcache.
645  *
646  * Even though there may be multiple CPU cores on a node modifying
647  * fullzones or last_full_zap in the same zonelist_cache at the same
648  * time, we don't lock it.  This is just hint data - if it is wrong now
649  * and then, the allocator will still function, perhaps a bit slower.
650  */
651
652
653 struct zonelist_cache {
654         unsigned short z_to_n[MAX_ZONES_PER_ZONELIST];          /* zone->nid */
655         DECLARE_BITMAP(fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);      /* zone full? */
656         unsigned long last_full_zap;            /* when last zap'd (jiffies) */
657 };
658 #else
659 #define MAX_ZONELISTS 1
660 struct zonelist_cache;
661 #endif
662
663 /*
664  * This struct contains information about a zone in a zonelist. It is stored
665  * here to avoid dereferences into large structures and lookups of tables
666  */
667 struct zoneref {
668         struct zone *zone;      /* Pointer to actual zone */
669         int zone_idx;           /* zone_idx(zoneref->zone) */
670 };
671
672 /*
673  * One allocation request operates on a zonelist. A zonelist
674  * is a list of zones, the first one is the 'goal' of the
675  * allocation, the other zones are fallback zones, in decreasing
676  * priority.
677  *
678  * If zlcache_ptr is not NULL, then it is just the address of zlcache,
679  * as explained above.  If zlcache_ptr is NULL, there is no zlcache.
680  * *
681  * To speed the reading of the zonelist, the zonerefs contain the zone index
682  * of the entry being read. Helper functions to access information given
683  * a struct zoneref are
684  *
685  * zonelist_zone()      - Return the struct zone * for an entry in _zonerefs
686  * zonelist_zone_idx()  - Return the index of the zone for an entry
687  * zonelist_node_idx()  - Return the index of the node for an entry
688  */
689 struct zonelist {
690         struct zonelist_cache *zlcache_ptr;                  // NULL or &zlcache
691         struct zoneref _zonerefs[MAX_ZONES_PER_ZONELIST + 1];
692 #ifdef CONFIG_NUMA
693         struct zonelist_cache zlcache;                       // optional ...
694 #endif
695 };
696
697 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
698 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
699 extern struct page *mem_map;
700 #endif
701
702 /*
703  * The pg_data_t structure is used in machines with CONFIG_DISCONTIGMEM
704  * (mostly NUMA machines?) to denote a higher-level memory zone than the
705  * zone denotes.
706  *
707  * On NUMA machines, each NUMA node would have a pg_data_t to describe
708  * it's memory layout.
709  *
710  * Memory statistics and page replacement data structures are maintained on a
711  * per-zone basis.
712  */
713 struct bootmem_data;
714 typedef struct pglist_data {
715         struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
716         struct zonelist node_zonelists[MAX_ZONELISTS];
717         int nr_zones;
718 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP /* means !SPARSEMEM */
719         struct page *node_mem_map;
720 #ifdef CONFIG_PAGE_EXTENSION
721         struct page_ext *node_page_ext;
722 #endif
723 #endif
724 #ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM
725         struct bootmem_data *bdata;
726 #endif
727 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
728         /*
729          * Must be held any time you expect node_start_pfn, node_present_pages
730          * or node_spanned_pages stay constant.  Holding this will also
731          * guarantee that any pfn_valid() stays that way.
732          *
733          * pgdat_resize_lock() and pgdat_resize_unlock() are provided to
734          * manipulate node_size_lock without checking for CONFIG_MEMORY_HOTPLUG.
735          *
736          * Nests above zone->lock and zone->span_seqlock
737          */
738         spinlock_t node_size_lock;
739 #endif
740         unsigned long node_start_pfn;
741         unsigned long node_present_pages; /* total number of physical pages */
742         unsigned long node_spanned_pages; /* total size of physical page
743                                              range, including holes */
744         int node_id;
745         wait_queue_head_t kswapd_wait;
746         wait_queue_head_t pfmemalloc_wait;
747         struct task_struct *kswapd;     /* Protected by
748                                            mem_hotplug_begin/end() */
749         int kswapd_max_order;
750         enum zone_type classzone_idx;
751 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
752         /* Lock serializing the migrate rate limiting window */
753         spinlock_t numabalancing_migrate_lock;
754
755         /* Rate limiting time interval */
756         unsigned long numabalancing_migrate_next_window;
757
758         /* Number of pages migrated during the rate limiting time interval */
759         unsigned long numabalancing_migrate_nr_pages;
760 #endif
761
762 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
763         /*
764          * If memory initialisation on large machines is deferred then this
765          * is the first PFN that needs to be initialised.
766          */
767         unsigned long first_deferred_pfn;
768 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
769 } pg_data_t;
770
771 #define node_present_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_present_pages)
772 #define node_spanned_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages)
773 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
774 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    ((pgdat)->node_mem_map + (pagenr))
775 #else
776 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    pfn_to_page((pgdat)->node_start_pfn + (pagenr))
777 #endif
778 #define nid_page_nr(nid, pagenr)        pgdat_page_nr(NODE_DATA(nid),(pagenr))
779
780 #define node_start_pfn(nid)     (NODE_DATA(nid)->node_start_pfn)
781 #define node_end_pfn(nid) pgdat_end_pfn(NODE_DATA(nid))
782
783 static inline unsigned long pgdat_end_pfn(pg_data_t *pgdat)
784 {
785         return pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
786 }
787
788 static inline bool pgdat_is_empty(pg_data_t *pgdat)
789 {
790         return !pgdat->node_start_pfn && !pgdat->node_spanned_pages;
791 }
792
793 static inline int zone_id(const struct zone *zone)
794 {
795         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
796
797         return zone - pgdat->node_zones;
798 }
799
800 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
801 static inline bool is_dev_zone(const struct zone *zone)
802 {
803         return zone_id(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 #include <linux/memory_hotplug.h>
813
814 extern struct mutex zonelists_mutex;
815 void build_all_zonelists(pg_data_t *pgdat, struct zone *zone);
816 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx);
817 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, unsigned int order,
818                 unsigned long mark, int classzone_idx, int alloc_flags);
819 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, unsigned int order,
820                 unsigned long mark, int classzone_idx, int alloc_flags);
821 enum memmap_context {
822         MEMMAP_EARLY,
823         MEMMAP_HOTPLUG,
824 };
825 extern int init_currently_empty_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
826                                      unsigned long size,
827                                      enum memmap_context context);
828
829 extern void lruvec_init(struct lruvec *lruvec);
830
831 static inline struct zone *lruvec_zone(struct lruvec *lruvec)
832 {
833 #ifdef CONFIG_MEMCG
834         return lruvec->zone;
835 #else
836         return container_of(lruvec, struct zone, lruvec);
837 #endif
838 }
839
840 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORY_PRESENT
841 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
842 #else
843 static inline void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end) {}
844 #endif
845
846 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
847 int local_memory_node(int node_id);
848 #else
849 static inline int local_memory_node(int node_id) { return node_id; };
850 #endif
851
852 #ifdef CONFIG_NEED_NODE_MEMMAP_SIZE
853 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
854 #endif
855
856 /*
857  * zone_idx() returns 0 for the ZONE_DMA zone, 1 for the ZONE_NORMAL zone, etc.
858  */
859 #define zone_idx(zone)          ((zone) - (zone)->zone_pgdat->node_zones)
860
861 static inline int populated_zone(struct zone *zone)
862 {
863         return (!!zone->present_pages);
864 }
865
866 extern int movable_zone;
867
868 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
869 static inline int zone_movable_is_highmem(void)
870 {
871 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
872         return movable_zone == ZONE_HIGHMEM;
873 #else
874         return (ZONE_MOVABLE - 1) == ZONE_HIGHMEM;
875 #endif
876 }
877 #endif
878
879 static inline int is_highmem_idx(enum zone_type idx)
880 {
881 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
882         return (idx == ZONE_HIGHMEM ||
883                 (idx == ZONE_MOVABLE && zone_movable_is_highmem()));
884 #else
885         return 0;
886 #endif
887 }
888
889 /**
890  * is_highmem - helper function to quickly check if a struct zone is a 
891  *              highmem zone or not.  This is an attempt to keep references
892  *              to ZONE_{DMA/NORMAL/HIGHMEM/etc} in general code to a minimum.
893  * @zone - pointer to struct zone variable
894  */
895 static inline int is_highmem(struct zone *zone)
896 {
897 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
898         int zone_off = (char *)zone - (char *)zone->zone_pgdat->node_zones;
899         return zone_off == ZONE_HIGHMEM * sizeof(*zone) ||
900                (zone_off == ZONE_MOVABLE * sizeof(*zone) &&
901                 zone_movable_is_highmem());
902 #else
903         return 0;
904 #endif
905 }
906
907 /* These two functions are used to setup the per zone pages min values */
908 struct ctl_table;
909 int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
910                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
911 extern int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1];
912 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
913                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
914 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
915                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
916 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
917                         void __user *, size_t *, loff_t *);
918 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
919                         void __user *, size_t *, loff_t *);
920
921 extern int numa_zonelist_order_handler(struct ctl_table *, int,
922                         void __user *, size_t *, loff_t *);
923 extern char numa_zonelist_order[];
924 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16      /* string buffer size */
925
926 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
927
928 extern struct pglist_data contig_page_data;
929 #define NODE_DATA(nid)          (&contig_page_data)
930 #define NODE_MEM_MAP(nid)       mem_map
931
932 #else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
933
934 #include <asm/mmzone.h>
935
936 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
937
938 extern struct pglist_data *first_online_pgdat(void);
939 extern struct pglist_data *next_online_pgdat(struct pglist_data *pgdat);
940 extern struct zone *next_zone(struct zone *zone);
941
942 /**
943  * for_each_online_pgdat - helper macro to iterate over all online nodes
944  * @pgdat - pointer to a pg_data_t variable
945  */
946 #define for_each_online_pgdat(pgdat)                    \
947         for (pgdat = first_online_pgdat();              \
948              pgdat;                                     \
949              pgdat = next_online_pgdat(pgdat))
950 /**
951  * for_each_zone - helper macro to iterate over all memory zones
952  * @zone - pointer to struct zone variable
953  *
954  * The user only needs to declare the zone variable, for_each_zone
955  * fills it in.
956  */
957 #define for_each_zone(zone)                             \
958         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
959              zone;                                      \
960              zone = next_zone(zone))
961
962 #define for_each_populated_zone(zone)                   \
963         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
964              zone;                                      \
965              zone = next_zone(zone))                    \
966                 if (!populated_zone(zone))              \
967                         ; /* do nothing */              \
968                 else
969
970 static inline struct zone *zonelist_zone(struct zoneref *zoneref)
971 {
972         return zoneref->zone;
973 }
974
975 static inline int zonelist_zone_idx(struct zoneref *zoneref)
976 {
977         return zoneref->zone_idx;
978 }
979
980 static inline int zonelist_node_idx(struct zoneref *zoneref)
981 {
982 #ifdef CONFIG_NUMA
983         /* zone_to_nid not available in this context */
984         return zoneref->zone->node;
985 #else
986         return 0;
987 #endif /* CONFIG_NUMA */
988 }
989
990 /**
991  * 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
992  * @z - The cursor used as a starting point for the search
993  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
994  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
995  *
996  * This function returns the next zone at or below a given zone index that is
997  * within the allowed nodemask using a cursor as the starting point for the
998  * search. The zoneref returned is a cursor that represents the current zone
999  * being examined. It should be advanced by one before calling
1000  * next_zones_zonelist again.
1001  */
1002 struct zoneref *next_zones_zonelist(struct zoneref *z,
1003                                         enum zone_type highest_zoneidx,
1004                                         nodemask_t *nodes);
1005
1006 /**
1007  * first_zones_zonelist - Returns the first zone at or below highest_zoneidx within the allowed nodemask in a zonelist
1008  * @zonelist - The zonelist to search for a suitable zone
1009  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
1010  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
1011  * @zone - The first suitable zone found is returned via this parameter
1012  *
1013  * This function returns the first zone at or below a given zone index that is
1014  * within the allowed nodemask. The zoneref returned is a cursor that can be
1015  * used to iterate the zonelist with next_zones_zonelist by advancing it by
1016  * one before calling.
1017  */
1018 static inline struct zoneref *first_zones_zonelist(struct zonelist *zonelist,
1019                                         enum zone_type highest_zoneidx,
1020                                         nodemask_t *nodes,
1021                                         struct zone **zone)
1022 {
1023         struct zoneref *z = next_zones_zonelist(zonelist->_zonerefs,
1024                                                         highest_zoneidx, nodes);
1025         *zone = zonelist_zone(z);
1026         return z;
1027 }
1028
1029 /**
1030  * 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
1031  * @zone - The current zone in the iterator
1032  * @z - The current pointer within zonelist->zones being iterated
1033  * @zlist - The zonelist being iterated
1034  * @highidx - The zone index of the highest zone to return
1035  * @nodemask - Nodemask allowed by the allocator
1036  *
1037  * This iterator iterates though all zones at or below a given zone index and
1038  * within a given nodemask
1039  */
1040 #define for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, nodemask) \
1041         for (z = first_zones_zonelist(zlist, highidx, nodemask, &zone); \
1042                 zone;                                                   \
1043                 z = next_zones_zonelist(++z, highidx, nodemask),        \
1044                         zone = zonelist_zone(z))                        \
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         return 0;
1067 }
1068 #endif
1069
1070 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1071 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
1072 #endif
1073
1074 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
1075
1076 /*
1077  * SECTION_SHIFT                #bits space required to store a section #
1078  *
1079  * PA_SECTION_SHIFT             physical address to/from section number
1080  * PFN_SECTION_SHIFT            pfn to/from section number
1081  */
1082 #define PA_SECTION_SHIFT        (SECTION_SIZE_BITS)
1083 #define PFN_SECTION_SHIFT       (SECTION_SIZE_BITS - PAGE_SHIFT)
1084
1085 #define NR_MEM_SECTIONS         (1UL << SECTIONS_SHIFT)
1086
1087 #define PAGES_PER_SECTION       (1UL << PFN_SECTION_SHIFT)
1088 #define PAGE_SECTION_MASK       (~(PAGES_PER_SECTION-1))
1089
1090 #define SECTION_BLOCKFLAGS_BITS \
1091         ((1UL << (PFN_SECTION_SHIFT - pageblock_order)) * NR_PAGEBLOCK_BITS)
1092
1093 #if (MAX_ORDER - 1 + PAGE_SHIFT) > SECTION_SIZE_BITS
1094 #error Allocator MAX_ORDER exceeds SECTION_SIZE
1095 #endif
1096
1097 #define pfn_to_section_nr(pfn) ((pfn) >> PFN_SECTION_SHIFT)
1098 #define section_nr_to_pfn(sec) ((sec) << PFN_SECTION_SHIFT)
1099
1100 #define SECTION_ALIGN_UP(pfn)   (((pfn) + PAGES_PER_SECTION - 1) & PAGE_SECTION_MASK)
1101 #define SECTION_ALIGN_DOWN(pfn) ((pfn) & PAGE_SECTION_MASK)
1102
1103 struct page;
1104 struct page_ext;
1105 struct mem_section {
1106         /*
1107          * This is, logically, a pointer to an array of struct
1108          * pages.  However, it is stored with some other magic.
1109          * (see sparse.c::sparse_init_one_section())
1110          *
1111          * Additionally during early boot we encode node id of
1112          * the location of the section here to guide allocation.
1113          * (see sparse.c::memory_present())
1114          *
1115          * Making it a UL at least makes someone do a cast
1116          * before using it wrong.
1117          */
1118         unsigned long section_mem_map;
1119
1120         /* See declaration of similar field in struct zone */
1121         unsigned long *pageblock_flags;
1122 #ifdef CONFIG_PAGE_EXTENSION
1123         /*
1124          * If !SPARSEMEM, pgdat doesn't have page_ext pointer. We use
1125          * section. (see page_ext.h about this.)
1126          */
1127         struct page_ext *page_ext;
1128         unsigned long pad;
1129 #endif
1130         /*
1131          * WARNING: mem_section must be a power-of-2 in size for the
1132          * calculation and use of SECTION_ROOT_MASK to make sense.
1133          */
1134 };
1135
1136 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
1137 #define SECTIONS_PER_ROOT       (PAGE_SIZE / sizeof (struct mem_section))
1138 #else
1139 #define SECTIONS_PER_ROOT       1
1140 #endif
1141
1142 #define SECTION_NR_TO_ROOT(sec) ((sec) / SECTIONS_PER_ROOT)
1143 #define NR_SECTION_ROOTS        DIV_ROUND_UP(NR_MEM_SECTIONS, SECTIONS_PER_ROOT)
1144 #define SECTION_ROOT_MASK       (SECTIONS_PER_ROOT - 1)
1145
1146 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
1147 extern struct mem_section *mem_section[NR_SECTION_ROOTS];
1148 #else
1149 extern struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT];
1150 #endif
1151
1152 static inline struct mem_section *__nr_to_section(unsigned long nr)
1153 {
1154         if (!mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)])
1155                 return NULL;
1156         return &mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)][nr & SECTION_ROOT_MASK];
1157 }
1158 extern int __section_nr(struct mem_section* ms);
1159 extern unsigned long usemap_size(void);
1160
1161 /*
1162  * We use the lower bits of the mem_map pointer to store
1163  * a little bit of information.  There should be at least
1164  * 3 bits here due to 32-bit alignment.
1165  */
1166 #define SECTION_MARKED_PRESENT  (1UL<<0)
1167 #define SECTION_HAS_MEM_MAP     (1UL<<1)
1168 #define SECTION_MAP_LAST_BIT    (1UL<<2)
1169 #define SECTION_MAP_MASK        (~(SECTION_MAP_LAST_BIT-1))
1170 #define SECTION_NID_SHIFT       2
1171
1172 static inline struct page *__section_mem_map_addr(struct mem_section *section)
1173 {
1174         unsigned long map = section->section_mem_map;
1175         map &= SECTION_MAP_MASK;
1176         return (struct page *)map;
1177 }
1178
1179 static inline int present_section(struct mem_section *section)
1180 {
1181         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_MARKED_PRESENT));
1182 }
1183
1184 static inline int present_section_nr(unsigned long nr)
1185 {
1186         return present_section(__nr_to_section(nr));
1187 }
1188
1189 static inline int valid_section(struct mem_section *section)
1190 {
1191         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_HAS_MEM_MAP));
1192 }
1193
1194 static inline int valid_section_nr(unsigned long nr)
1195 {
1196         return valid_section(__nr_to_section(nr));
1197 }
1198
1199 static inline struct mem_section *__pfn_to_section(unsigned long pfn)
1200 {
1201         return __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
1202 }
1203
1204 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID
1205 static inline int pfn_valid(unsigned long pfn)
1206 {
1207         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1208                 return 0;
1209         return valid_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1210 }
1211 #endif
1212
1213 static inline int pfn_present(unsigned long pfn)
1214 {
1215         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1216                 return 0;
1217         return present_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1218 }
1219
1220 /*
1221  * These are _only_ used during initialisation, therefore they
1222  * can use __initdata ...  They could have names to indicate
1223  * this restriction.
1224  */
1225 #ifdef CONFIG_NUMA
1226 #define pfn_to_nid(pfn)                                                 \
1227 ({                                                                      \
1228         unsigned long __pfn_to_nid_pfn = (pfn);                         \
1229         page_to_nid(pfn_to_page(__pfn_to_nid_pfn));                     \
1230 })
1231 #else
1232 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
1233 #endif
1234
1235 #define early_pfn_valid(pfn)    pfn_valid(pfn)
1236 void sparse_init(void);
1237 #else
1238 #define sparse_init()   do {} while (0)
1239 #define sparse_index_init(_sec, _nid)  do {} while (0)
1240 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
1241
1242 /*
1243  * During memory init memblocks map pfns to nids. The search is expensive and
1244  * this caches recent lookups. The implementation of __early_pfn_to_nid
1245  * may treat start/end as pfns or sections.
1246  */
1247 struct mminit_pfnnid_cache {
1248         unsigned long last_start;
1249         unsigned long last_end;
1250         int last_nid;
1251 };
1252
1253 #ifndef early_pfn_valid
1254 #define early_pfn_valid(pfn)    (1)
1255 #endif
1256
1257 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
1258 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
1259
1260 /*
1261  * If it is possible to have holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES, then we
1262  * need to check pfn validility within that MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1263  * pfn_valid_within() should be used in this case; we optimise this away
1264  * when we have no holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1265  */
1266 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
1267 #define pfn_valid_within(pfn) pfn_valid(pfn)
1268 #else
1269 #define pfn_valid_within(pfn) (1)
1270 #endif
1271
1272 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HOLES_MEMORYMODEL
1273 /*
1274  * pfn_valid() is meant to be able to tell if a given PFN has valid memmap
1275  * associated with it or not. In FLATMEM, it is expected that holes always
1276  * have valid memmap as long as there is valid PFNs either side of the hole.
1277  * In SPARSEMEM, it is assumed that a valid section has a memmap for the
1278  * entire section.
1279  *
1280  * However, an ARM, and maybe other embedded architectures in the future
1281  * free memmap backing holes to save memory on the assumption the memmap is
1282  * never used. The page_zone linkages are then broken even though pfn_valid()
1283  * returns true. A walker of the full memmap must then do this additional
1284  * check to ensure the memmap they are looking at is sane by making sure
1285  * the zone and PFN linkages are still valid. This is expensive, but walkers
1286  * of the full memmap are extremely rare.
1287  */
1288 int memmap_valid_within(unsigned long pfn,
1289                                         struct page *page, struct zone *zone);
1290 #else
1291 static inline int memmap_valid_within(unsigned long pfn,
1292                                         struct page *page, struct zone *zone)
1293 {
1294         return 1;
1295 }
1296 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HOLES_MEMORYMODEL */
1297
1298 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
1299 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1300 #endif /* _LINUX_MMZONE_H */