mm: thrash detection-based file cache sizing
[cascardo/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 static inline int get_pageblock_migratetype(struct page *page)
79 {
80         return get_pageblock_flags_group(page, PB_migrate, PB_migrate_end);
81 }
82
83 struct free_area {
84         struct list_head        free_list[MIGRATE_TYPES];
85         unsigned long           nr_free;
86 };
87
88 struct pglist_data;
89
90 /*
91  * zone->lock and zone->lru_lock are two of the hottest locks in the kernel.
92  * So add a wild amount of padding here to ensure that they fall into separate
93  * cachelines.  There are very few zone structures in the machine, so space
94  * consumption is not a concern here.
95  */
96 #if defined(CONFIG_SMP)
97 struct zone_padding {
98         char x[0];
99 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
100 #define ZONE_PADDING(name)      struct zone_padding name;
101 #else
102 #define ZONE_PADDING(name)
103 #endif
104
105 enum zone_stat_item {
106         /* First 128 byte cacheline (assuming 64 bit words) */
107         NR_FREE_PAGES,
108         NR_ALLOC_BATCH,
109         NR_LRU_BASE,
110         NR_INACTIVE_ANON = NR_LRU_BASE, /* must match order of LRU_[IN]ACTIVE */
111         NR_ACTIVE_ANON,         /*  "     "     "   "       "         */
112         NR_INACTIVE_FILE,       /*  "     "     "   "       "         */
113         NR_ACTIVE_FILE,         /*  "     "     "   "       "         */
114         NR_UNEVICTABLE,         /*  "     "     "   "       "         */
115         NR_MLOCK,               /* mlock()ed pages found and moved off LRU */
116         NR_ANON_PAGES,  /* Mapped anonymous pages */
117         NR_FILE_MAPPED, /* pagecache pages mapped into pagetables.
118                            only modified from process context */
119         NR_FILE_PAGES,
120         NR_FILE_DIRTY,
121         NR_WRITEBACK,
122         NR_SLAB_RECLAIMABLE,
123         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
124         NR_PAGETABLE,           /* used for pagetables */
125         NR_KERNEL_STACK,
126         /* Second 128 byte cacheline */
127         NR_UNSTABLE_NFS,        /* NFS unstable pages */
128         NR_BOUNCE,
129         NR_VMSCAN_WRITE,
130         NR_VMSCAN_IMMEDIATE,    /* Prioritise for reclaim when writeback ends */
131         NR_WRITEBACK_TEMP,      /* Writeback using temporary buffers */
132         NR_ISOLATED_ANON,       /* Temporary isolated pages from anon lru */
133         NR_ISOLATED_FILE,       /* Temporary isolated pages from file lru */
134         NR_SHMEM,               /* shmem pages (included tmpfs/GEM pages) */
135         NR_DIRTIED,             /* page dirtyings since bootup */
136         NR_WRITTEN,             /* page writings since bootup */
137 #ifdef CONFIG_NUMA
138         NUMA_HIT,               /* allocated in intended node */
139         NUMA_MISS,              /* allocated in non intended node */
140         NUMA_FOREIGN,           /* was intended here, hit elsewhere */
141         NUMA_INTERLEAVE_HIT,    /* interleaver preferred this zone */
142         NUMA_LOCAL,             /* allocation from local node */
143         NUMA_OTHER,             /* allocation from other node */
144 #endif
145         WORKINGSET_REFAULT,
146         WORKINGSET_ACTIVATE,
147         NR_ANON_TRANSPARENT_HUGEPAGES,
148         NR_FREE_CMA_PAGES,
149         NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS };
150
151 /*
152  * We do arithmetic on the LRU lists in various places in the code,
153  * so it is important to keep the active lists LRU_ACTIVE higher in
154  * the array than the corresponding inactive lists, and to keep
155  * the *_FILE lists LRU_FILE higher than the corresponding _ANON lists.
156  *
157  * This has to be kept in sync with the statistics in zone_stat_item
158  * above and the descriptions in vmstat_text in mm/vmstat.c
159  */
160 #define LRU_BASE 0
161 #define LRU_ACTIVE 1
162 #define LRU_FILE 2
163
164 enum lru_list {
165         LRU_INACTIVE_ANON = LRU_BASE,
166         LRU_ACTIVE_ANON = LRU_BASE + LRU_ACTIVE,
167         LRU_INACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE,
168         LRU_ACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE + LRU_ACTIVE,
169         LRU_UNEVICTABLE,
170         NR_LRU_LISTS
171 };
172
173 #define for_each_lru(lru) for (lru = 0; lru < NR_LRU_LISTS; lru++)
174
175 #define for_each_evictable_lru(lru) for (lru = 0; lru <= LRU_ACTIVE_FILE; lru++)
176
177 static inline int is_file_lru(enum lru_list lru)
178 {
179         return (lru == LRU_INACTIVE_FILE || lru == LRU_ACTIVE_FILE);
180 }
181
182 static inline int is_active_lru(enum lru_list lru)
183 {
184         return (lru == LRU_ACTIVE_ANON || lru == LRU_ACTIVE_FILE);
185 }
186
187 static inline int is_unevictable_lru(enum lru_list lru)
188 {
189         return (lru == LRU_UNEVICTABLE);
190 }
191
192 struct zone_reclaim_stat {
193         /*
194          * The pageout code in vmscan.c keeps track of how many of the
195          * mem/swap backed and file backed pages are referenced.
196          * The higher the rotated/scanned ratio, the more valuable
197          * that cache is.
198          *
199          * The anon LRU stats live in [0], file LRU stats in [1]
200          */
201         unsigned long           recent_rotated[2];
202         unsigned long           recent_scanned[2];
203 };
204
205 struct lruvec {
206         struct list_head lists[NR_LRU_LISTS];
207         struct zone_reclaim_stat reclaim_stat;
208 #ifdef CONFIG_MEMCG
209         struct zone *zone;
210 #endif
211 };
212
213 /* Mask used at gathering information at once (see memcontrol.c) */
214 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
215 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
216 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
217
218 /* Isolate clean file */
219 #define ISOLATE_CLEAN           ((__force isolate_mode_t)0x1)
220 /* Isolate unmapped file */
221 #define ISOLATE_UNMAPPED        ((__force isolate_mode_t)0x2)
222 /* Isolate for asynchronous migration */
223 #define ISOLATE_ASYNC_MIGRATE   ((__force isolate_mode_t)0x4)
224 /* Isolate unevictable pages */
225 #define ISOLATE_UNEVICTABLE     ((__force isolate_mode_t)0x8)
226
227 /* LRU Isolation modes. */
228 typedef unsigned __bitwise__ isolate_mode_t;
229
230 enum zone_watermarks {
231         WMARK_MIN,
232         WMARK_LOW,
233         WMARK_HIGH,
234         NR_WMARK
235 };
236
237 #define min_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_MIN])
238 #define low_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_LOW])
239 #define high_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_HIGH])
240
241 struct per_cpu_pages {
242         int count;              /* number of pages in the list */
243         int high;               /* high watermark, emptying needed */
244         int batch;              /* chunk size for buddy add/remove */
245
246         /* Lists of pages, one per migrate type stored on the pcp-lists */
247         struct list_head lists[MIGRATE_PCPTYPES];
248 };
249
250 struct per_cpu_pageset {
251         struct per_cpu_pages pcp;
252 #ifdef CONFIG_NUMA
253         s8 expire;
254 #endif
255 #ifdef CONFIG_SMP
256         s8 stat_threshold;
257         s8 vm_stat_diff[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
258 #endif
259 };
260
261 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
262
263 enum zone_type {
264 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
265         /*
266          * ZONE_DMA is used when there are devices that are not able
267          * to do DMA to all of addressable memory (ZONE_NORMAL). Then we
268          * carve out the portion of memory that is needed for these devices.
269          * The range is arch specific.
270          *
271          * Some examples
272          *
273          * Architecture         Limit
274          * ---------------------------
275          * parisc, ia64, sparc  <4G
276          * s390                 <2G
277          * arm                  Various
278          * alpha                Unlimited or 0-16MB.
279          *
280          * i386, x86_64 and multiple other arches
281          *                      <16M.
282          */
283         ZONE_DMA,
284 #endif
285 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
286         /*
287          * x86_64 needs two ZONE_DMAs because it supports devices that are
288          * only able to do DMA to the lower 16M but also 32 bit devices that
289          * can only do DMA areas below 4G.
290          */
291         ZONE_DMA32,
292 #endif
293         /*
294          * Normal addressable memory is in ZONE_NORMAL. DMA operations can be
295          * performed on pages in ZONE_NORMAL if the DMA devices support
296          * transfers to all addressable memory.
297          */
298         ZONE_NORMAL,
299 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
300         /*
301          * A memory area that is only addressable by the kernel through
302          * mapping portions into its own address space. This is for example
303          * used by i386 to allow the kernel to address the memory beyond
304          * 900MB. The kernel will set up special mappings (page
305          * table entries on i386) for each page that the kernel needs to
306          * access.
307          */
308         ZONE_HIGHMEM,
309 #endif
310         ZONE_MOVABLE,
311         __MAX_NR_ZONES
312 };
313
314 #ifndef __GENERATING_BOUNDS_H
315
316 struct zone {
317         /* Fields commonly accessed by the page allocator */
318
319         /* zone watermarks, access with *_wmark_pages(zone) macros */
320         unsigned long watermark[NR_WMARK];
321
322         /*
323          * When free pages are below this point, additional steps are taken
324          * when reading the number of free pages to avoid per-cpu counter
325          * drift allowing watermarks to be breached
326          */
327         unsigned long percpu_drift_mark;
328
329         /*
330          * We don't know if the memory that we're going to allocate will be freeable
331          * or/and it will be released eventually, so to avoid totally wasting several
332          * GB of ram we must reserve some of the lower zone memory (otherwise we risk
333          * to run OOM on the lower zones despite there's tons of freeable ram
334          * on the higher zones). This array is recalculated at runtime if the
335          * sysctl_lowmem_reserve_ratio sysctl changes.
336          */
337         unsigned long           lowmem_reserve[MAX_NR_ZONES];
338
339         /*
340          * This is a per-zone reserve of pages that should not be
341          * considered dirtyable memory.
342          */
343         unsigned long           dirty_balance_reserve;
344
345 #ifdef CONFIG_NUMA
346         int node;
347         /*
348          * zone reclaim becomes active if more unmapped pages exist.
349          */
350         unsigned long           min_unmapped_pages;
351         unsigned long           min_slab_pages;
352 #endif
353         struct per_cpu_pageset __percpu *pageset;
354         /*
355          * free areas of different sizes
356          */
357         spinlock_t              lock;
358 #if defined CONFIG_COMPACTION || defined CONFIG_CMA
359         /* Set to true when the PG_migrate_skip bits should be cleared */
360         bool                    compact_blockskip_flush;
361
362         /* pfns where compaction scanners should start */
363         unsigned long           compact_cached_free_pfn;
364         unsigned long           compact_cached_migrate_pfn;
365 #endif
366 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
367         /* see spanned/present_pages for more description */
368         seqlock_t               span_seqlock;
369 #endif
370         struct free_area        free_area[MAX_ORDER];
371
372 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
373         /*
374          * Flags for a pageblock_nr_pages block. See pageblock-flags.h.
375          * In SPARSEMEM, this map is stored in struct mem_section
376          */
377         unsigned long           *pageblock_flags;
378 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
379
380 #ifdef CONFIG_COMPACTION
381         /*
382          * On compaction failure, 1<<compact_defer_shift compactions
383          * are skipped before trying again. The number attempted since
384          * last failure is tracked with compact_considered.
385          */
386         unsigned int            compact_considered;
387         unsigned int            compact_defer_shift;
388         int                     compact_order_failed;
389 #endif
390
391         ZONE_PADDING(_pad1_)
392
393         /* Fields commonly accessed by the page reclaim scanner */
394         spinlock_t              lru_lock;
395         struct lruvec           lruvec;
396
397         /* Evictions & activations on the inactive file list */
398         atomic_long_t           inactive_age;
399
400         unsigned long           pages_scanned;     /* since last reclaim */
401         unsigned long           flags;             /* zone flags, see below */
402
403         /* Zone statistics */
404         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
405
406         /*
407          * The target ratio of ACTIVE_ANON to INACTIVE_ANON pages on
408          * this zone's LRU.  Maintained by the pageout code.
409          */
410         unsigned int inactive_ratio;
411
412
413         ZONE_PADDING(_pad2_)
414         /* Rarely used or read-mostly fields */
415
416         /*
417          * wait_table           -- the array holding the hash table
418          * wait_table_hash_nr_entries   -- the size of the hash table array
419          * wait_table_bits      -- wait_table_size == (1 << wait_table_bits)
420          *
421          * The purpose of all these is to keep track of the people
422          * waiting for a page to become available and make them
423          * runnable again when possible. The trouble is that this
424          * consumes a lot of space, especially when so few things
425          * wait on pages at a given time. So instead of using
426          * per-page waitqueues, we use a waitqueue hash table.
427          *
428          * The bucket discipline is to sleep on the same queue when
429          * colliding and wake all in that wait queue when removing.
430          * When something wakes, it must check to be sure its page is
431          * truly available, a la thundering herd. The cost of a
432          * collision is great, but given the expected load of the
433          * table, they should be so rare as to be outweighed by the
434          * benefits from the saved space.
435          *
436          * __wait_on_page_locked() and unlock_page() in mm/filemap.c, are the
437          * primary users of these fields, and in mm/page_alloc.c
438          * free_area_init_core() performs the initialization of them.
439          */
440         wait_queue_head_t       * wait_table;
441         unsigned long           wait_table_hash_nr_entries;
442         unsigned long           wait_table_bits;
443
444         /*
445          * Discontig memory support fields.
446          */
447         struct pglist_data      *zone_pgdat;
448         /* zone_start_pfn == zone_start_paddr >> PAGE_SHIFT */
449         unsigned long           zone_start_pfn;
450
451         /*
452          * spanned_pages is the total pages spanned by the zone, including
453          * holes, which is calculated as:
454          *      spanned_pages = zone_end_pfn - zone_start_pfn;
455          *
456          * present_pages is physical pages existing within the zone, which
457          * is calculated as:
458          *      present_pages = spanned_pages - absent_pages(pages in holes);
459          *
460          * managed_pages is present pages managed by the buddy system, which
461          * is calculated as (reserved_pages includes pages allocated by the
462          * bootmem allocator):
463          *      managed_pages = present_pages - reserved_pages;
464          *
465          * So present_pages may be used by memory hotplug or memory power
466          * management logic to figure out unmanaged pages by checking
467          * (present_pages - managed_pages). And managed_pages should be used
468          * by page allocator and vm scanner to calculate all kinds of watermarks
469          * and thresholds.
470          *
471          * Locking rules:
472          *
473          * zone_start_pfn and spanned_pages are protected by span_seqlock.
474          * It is a seqlock because it has to be read outside of zone->lock,
475          * and it is done in the main allocator path.  But, it is written
476          * quite infrequently.
477          *
478          * The span_seq lock is declared along with zone->lock because it is
479          * frequently read in proximity to zone->lock.  It's good to
480          * give them a chance of being in the same cacheline.
481          *
482          * Write access to present_pages at runtime should be protected by
483          * lock_memory_hotplug()/unlock_memory_hotplug().  Any reader who can't
484          * tolerant drift of present_pages should hold memory hotplug lock to
485          * get a stable value.
486          *
487          * Read access to managed_pages should be safe because it's unsigned
488          * long. Write access to zone->managed_pages and totalram_pages are
489          * protected by managed_page_count_lock at runtime. Idealy only
490          * adjust_managed_page_count() should be used instead of directly
491          * touching zone->managed_pages and totalram_pages.
492          */
493         unsigned long           spanned_pages;
494         unsigned long           present_pages;
495         unsigned long           managed_pages;
496
497         /*
498          * Number of MIGRATE_RESEVE page block. To maintain for just
499          * optimization. Protected by zone->lock.
500          */
501         int                     nr_migrate_reserve_block;
502
503         /*
504          * rarely used fields:
505          */
506         const char              *name;
507 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
508
509 typedef enum {
510         ZONE_RECLAIM_LOCKED,            /* prevents concurrent reclaim */
511         ZONE_OOM_LOCKED,                /* zone is in OOM killer zonelist */
512         ZONE_CONGESTED,                 /* zone has many dirty pages backed by
513                                          * a congested BDI
514                                          */
515         ZONE_TAIL_LRU_DIRTY,            /* reclaim scanning has recently found
516                                          * many dirty file pages at the tail
517                                          * of the LRU.
518                                          */
519         ZONE_WRITEBACK,                 /* reclaim scanning has recently found
520                                          * many pages under writeback
521                                          */
522 } zone_flags_t;
523
524 static inline void zone_set_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
525 {
526         set_bit(flag, &zone->flags);
527 }
528
529 static inline int zone_test_and_set_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
530 {
531         return test_and_set_bit(flag, &zone->flags);
532 }
533
534 static inline void zone_clear_flag(struct zone *zone, zone_flags_t flag)
535 {
536         clear_bit(flag, &zone->flags);
537 }
538
539 static inline int zone_is_reclaim_congested(const struct zone *zone)
540 {
541         return test_bit(ZONE_CONGESTED, &zone->flags);
542 }
543
544 static inline int zone_is_reclaim_dirty(const struct zone *zone)
545 {
546         return test_bit(ZONE_TAIL_LRU_DIRTY, &zone->flags);
547 }
548
549 static inline int zone_is_reclaim_writeback(const struct zone *zone)
550 {
551         return test_bit(ZONE_WRITEBACK, &zone->flags);
552 }
553
554 static inline int zone_is_reclaim_locked(const struct zone *zone)
555 {
556         return test_bit(ZONE_RECLAIM_LOCKED, &zone->flags);
557 }
558
559 static inline int zone_is_oom_locked(const struct zone *zone)
560 {
561         return test_bit(ZONE_OOM_LOCKED, &zone->flags);
562 }
563
564 static inline unsigned long zone_end_pfn(const struct zone *zone)
565 {
566         return zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
567 }
568
569 static inline bool zone_spans_pfn(const struct zone *zone, unsigned long pfn)
570 {
571         return zone->zone_start_pfn <= pfn && pfn < zone_end_pfn(zone);
572 }
573
574 static inline bool zone_is_initialized(struct zone *zone)
575 {
576         return !!zone->wait_table;
577 }
578
579 static inline bool zone_is_empty(struct zone *zone)
580 {
581         return zone->spanned_pages == 0;
582 }
583
584 /*
585  * The "priority" of VM scanning is how much of the queues we will scan in one
586  * go. A value of 12 for DEF_PRIORITY implies that we will scan 1/4096th of the
587  * queues ("queue_length >> 12") during an aging round.
588  */
589 #define DEF_PRIORITY 12
590
591 /* Maximum number of zones on a zonelist */
592 #define MAX_ZONES_PER_ZONELIST (MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES)
593
594 #ifdef CONFIG_NUMA
595
596 /*
597  * The NUMA zonelists are doubled because we need zonelists that restrict the
598  * allocations to a single node for __GFP_THISNODE.
599  *
600  * [0]  : Zonelist with fallback
601  * [1]  : No fallback (__GFP_THISNODE)
602  */
603 #define MAX_ZONELISTS 2
604
605
606 /*
607  * We cache key information from each zonelist for smaller cache
608  * footprint when scanning for free pages in get_page_from_freelist().
609  *
610  * 1) The BITMAP fullzones tracks which zones in a zonelist have come
611  *    up short of free memory since the last time (last_fullzone_zap)
612  *    we zero'd fullzones.
613  * 2) The array z_to_n[] maps each zone in the zonelist to its node
614  *    id, so that we can efficiently evaluate whether that node is
615  *    set in the current tasks mems_allowed.
616  *
617  * Both fullzones and z_to_n[] are one-to-one with the zonelist,
618  * indexed by a zones offset in the zonelist zones[] array.
619  *
620  * The get_page_from_freelist() routine does two scans.  During the
621  * first scan, we skip zones whose corresponding bit in 'fullzones'
622  * is set or whose corresponding node in current->mems_allowed (which
623  * comes from cpusets) is not set.  During the second scan, we bypass
624  * this zonelist_cache, to ensure we look methodically at each zone.
625  *
626  * Once per second, we zero out (zap) fullzones, forcing us to
627  * reconsider nodes that might have regained more free memory.
628  * The field last_full_zap is the time we last zapped fullzones.
629  *
630  * This mechanism reduces the amount of time we waste repeatedly
631  * reexaming zones for free memory when they just came up low on
632  * memory momentarilly ago.
633  *
634  * The zonelist_cache struct members logically belong in struct
635  * zonelist.  However, the mempolicy zonelists constructed for
636  * MPOL_BIND are intentionally variable length (and usually much
637  * shorter).  A general purpose mechanism for handling structs with
638  * multiple variable length members is more mechanism than we want
639  * here.  We resort to some special case hackery instead.
640  *
641  * The MPOL_BIND zonelists don't need this zonelist_cache (in good
642  * part because they are shorter), so we put the fixed length stuff
643  * at the front of the zonelist struct, ending in a variable length
644  * zones[], as is needed by MPOL_BIND.
645  *
646  * Then we put the optional zonelist cache on the end of the zonelist
647  * struct.  This optional stuff is found by a 'zlcache_ptr' pointer in
648  * the fixed length portion at the front of the struct.  This pointer
649  * both enables us to find the zonelist cache, and in the case of
650  * MPOL_BIND zonelists, (which will just set the zlcache_ptr to NULL)
651  * to know that the zonelist cache is not there.
652  *
653  * The end result is that struct zonelists come in two flavors:
654  *  1) The full, fixed length version, shown below, and
655  *  2) The custom zonelists for MPOL_BIND.
656  * The custom MPOL_BIND zonelists have a NULL zlcache_ptr and no zlcache.
657  *
658  * Even though there may be multiple CPU cores on a node modifying
659  * fullzones or last_full_zap in the same zonelist_cache at the same
660  * time, we don't lock it.  This is just hint data - if it is wrong now
661  * and then, the allocator will still function, perhaps a bit slower.
662  */
663
664
665 struct zonelist_cache {
666         unsigned short z_to_n[MAX_ZONES_PER_ZONELIST];          /* zone->nid */
667         DECLARE_BITMAP(fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);      /* zone full? */
668         unsigned long last_full_zap;            /* when last zap'd (jiffies) */
669 };
670 #else
671 #define MAX_ZONELISTS 1
672 struct zonelist_cache;
673 #endif
674
675 /*
676  * This struct contains information about a zone in a zonelist. It is stored
677  * here to avoid dereferences into large structures and lookups of tables
678  */
679 struct zoneref {
680         struct zone *zone;      /* Pointer to actual zone */
681         int zone_idx;           /* zone_idx(zoneref->zone) */
682 };
683
684 /*
685  * One allocation request operates on a zonelist. A zonelist
686  * is a list of zones, the first one is the 'goal' of the
687  * allocation, the other zones are fallback zones, in decreasing
688  * priority.
689  *
690  * If zlcache_ptr is not NULL, then it is just the address of zlcache,
691  * as explained above.  If zlcache_ptr is NULL, there is no zlcache.
692  * *
693  * To speed the reading of the zonelist, the zonerefs contain the zone index
694  * of the entry being read. Helper functions to access information given
695  * a struct zoneref are
696  *
697  * zonelist_zone()      - Return the struct zone * for an entry in _zonerefs
698  * zonelist_zone_idx()  - Return the index of the zone for an entry
699  * zonelist_node_idx()  - Return the index of the node for an entry
700  */
701 struct zonelist {
702         struct zonelist_cache *zlcache_ptr;                  // NULL or &zlcache
703         struct zoneref _zonerefs[MAX_ZONES_PER_ZONELIST + 1];
704 #ifdef CONFIG_NUMA
705         struct zonelist_cache zlcache;                       // optional ...
706 #endif
707 };
708
709 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
710 struct node_active_region {
711         unsigned long start_pfn;
712         unsigned long end_pfn;
713         int nid;
714 };
715 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
716
717 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
718 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
719 extern struct page *mem_map;
720 #endif
721
722 /*
723  * The pg_data_t structure is used in machines with CONFIG_DISCONTIGMEM
724  * (mostly NUMA machines?) to denote a higher-level memory zone than the
725  * zone denotes.
726  *
727  * On NUMA machines, each NUMA node would have a pg_data_t to describe
728  * it's memory layout.
729  *
730  * Memory statistics and page replacement data structures are maintained on a
731  * per-zone basis.
732  */
733 struct bootmem_data;
734 typedef struct pglist_data {
735         struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
736         struct zonelist node_zonelists[MAX_ZONELISTS];
737         int nr_zones;
738 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP /* means !SPARSEMEM */
739         struct page *node_mem_map;
740 #ifdef CONFIG_MEMCG
741         struct page_cgroup *node_page_cgroup;
742 #endif
743 #endif
744 #ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM
745         struct bootmem_data *bdata;
746 #endif
747 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
748         /*
749          * Must be held any time you expect node_start_pfn, node_present_pages
750          * or node_spanned_pages stay constant.  Holding this will also
751          * guarantee that any pfn_valid() stays that way.
752          *
753          * pgdat_resize_lock() and pgdat_resize_unlock() are provided to
754          * manipulate node_size_lock without checking for CONFIG_MEMORY_HOTPLUG.
755          *
756          * Nests above zone->lock and zone->span_seqlock
757          */
758         spinlock_t node_size_lock;
759 #endif
760         unsigned long node_start_pfn;
761         unsigned long node_present_pages; /* total number of physical pages */
762         unsigned long node_spanned_pages; /* total size of physical page
763                                              range, including holes */
764         int node_id;
765         nodemask_t reclaim_nodes;       /* Nodes allowed to reclaim from */
766         wait_queue_head_t kswapd_wait;
767         wait_queue_head_t pfmemalloc_wait;
768         struct task_struct *kswapd;     /* Protected by lock_memory_hotplug() */
769         int kswapd_max_order;
770         enum zone_type classzone_idx;
771 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
772         /* Lock serializing the migrate rate limiting window */
773         spinlock_t numabalancing_migrate_lock;
774
775         /* Rate limiting time interval */
776         unsigned long numabalancing_migrate_next_window;
777
778         /* Number of pages migrated during the rate limiting time interval */
779         unsigned long numabalancing_migrate_nr_pages;
780 #endif
781 } pg_data_t;
782
783 #define node_present_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_present_pages)
784 #define node_spanned_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages)
785 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
786 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    ((pgdat)->node_mem_map + (pagenr))
787 #else
788 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    pfn_to_page((pgdat)->node_start_pfn + (pagenr))
789 #endif
790 #define nid_page_nr(nid, pagenr)        pgdat_page_nr(NODE_DATA(nid),(pagenr))
791
792 #define node_start_pfn(nid)     (NODE_DATA(nid)->node_start_pfn)
793 #define node_end_pfn(nid) pgdat_end_pfn(NODE_DATA(nid))
794
795 static inline unsigned long pgdat_end_pfn(pg_data_t *pgdat)
796 {
797         return pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
798 }
799
800 static inline bool pgdat_is_empty(pg_data_t *pgdat)
801 {
802         return !pgdat->node_start_pfn && !pgdat->node_spanned_pages;
803 }
804
805 #include <linux/memory_hotplug.h>
806
807 extern struct mutex zonelists_mutex;
808 void build_all_zonelists(pg_data_t *pgdat, struct zone *zone);
809 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx);
810 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
811                 int classzone_idx, int alloc_flags);
812 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
813                 int classzone_idx, int alloc_flags);
814 enum memmap_context {
815         MEMMAP_EARLY,
816         MEMMAP_HOTPLUG,
817 };
818 extern int init_currently_empty_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
819                                      unsigned long size,
820                                      enum memmap_context context);
821
822 extern void lruvec_init(struct lruvec *lruvec);
823
824 static inline struct zone *lruvec_zone(struct lruvec *lruvec)
825 {
826 #ifdef CONFIG_MEMCG
827         return lruvec->zone;
828 #else
829         return container_of(lruvec, struct zone, lruvec);
830 #endif
831 }
832
833 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORY_PRESENT
834 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
835 #else
836 static inline void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end) {}
837 #endif
838
839 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
840 int local_memory_node(int node_id);
841 #else
842 static inline int local_memory_node(int node_id) { return node_id; };
843 #endif
844
845 #ifdef CONFIG_NEED_NODE_MEMMAP_SIZE
846 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
847 #endif
848
849 /*
850  * zone_idx() returns 0 for the ZONE_DMA zone, 1 for the ZONE_NORMAL zone, etc.
851  */
852 #define zone_idx(zone)          ((zone) - (zone)->zone_pgdat->node_zones)
853
854 static inline int populated_zone(struct zone *zone)
855 {
856         return (!!zone->present_pages);
857 }
858
859 extern int movable_zone;
860
861 static inline int zone_movable_is_highmem(void)
862 {
863 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP)
864         return movable_zone == ZONE_HIGHMEM;
865 #else
866         return 0;
867 #endif
868 }
869
870 static inline int is_highmem_idx(enum zone_type idx)
871 {
872 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
873         return (idx == ZONE_HIGHMEM ||
874                 (idx == ZONE_MOVABLE && zone_movable_is_highmem()));
875 #else
876         return 0;
877 #endif
878 }
879
880 /**
881  * is_highmem - helper function to quickly check if a struct zone is a 
882  *              highmem zone or not.  This is an attempt to keep references
883  *              to ZONE_{DMA/NORMAL/HIGHMEM/etc} in general code to a minimum.
884  * @zone - pointer to struct zone variable
885  */
886 static inline int is_highmem(struct zone *zone)
887 {
888 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
889         int zone_off = (char *)zone - (char *)zone->zone_pgdat->node_zones;
890         return zone_off == ZONE_HIGHMEM * sizeof(*zone) ||
891                (zone_off == ZONE_MOVABLE * sizeof(*zone) &&
892                 zone_movable_is_highmem());
893 #else
894         return 0;
895 #endif
896 }
897
898 /* These two functions are used to setup the per zone pages min values */
899 struct ctl_table;
900 int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
901                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
902 extern int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1];
903 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
904                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
905 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
906                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
907 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
908                         void __user *, size_t *, loff_t *);
909 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
910                         void __user *, size_t *, loff_t *);
911
912 extern int numa_zonelist_order_handler(struct ctl_table *, int,
913                         void __user *, size_t *, loff_t *);
914 extern char numa_zonelist_order[];
915 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16      /* string buffer size */
916
917 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
918
919 extern struct pglist_data contig_page_data;
920 #define NODE_DATA(nid)          (&contig_page_data)
921 #define NODE_MEM_MAP(nid)       mem_map
922
923 #else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
924
925 #include <asm/mmzone.h>
926
927 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
928
929 extern struct pglist_data *first_online_pgdat(void);
930 extern struct pglist_data *next_online_pgdat(struct pglist_data *pgdat);
931 extern struct zone *next_zone(struct zone *zone);
932
933 /**
934  * for_each_online_pgdat - helper macro to iterate over all online nodes
935  * @pgdat - pointer to a pg_data_t variable
936  */
937 #define for_each_online_pgdat(pgdat)                    \
938         for (pgdat = first_online_pgdat();              \
939              pgdat;                                     \
940              pgdat = next_online_pgdat(pgdat))
941 /**
942  * for_each_zone - helper macro to iterate over all memory zones
943  * @zone - pointer to struct zone variable
944  *
945  * The user only needs to declare the zone variable, for_each_zone
946  * fills it in.
947  */
948 #define for_each_zone(zone)                             \
949         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
950              zone;                                      \
951              zone = next_zone(zone))
952
953 #define for_each_populated_zone(zone)                   \
954         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
955              zone;                                      \
956              zone = next_zone(zone))                    \
957                 if (!populated_zone(zone))              \
958                         ; /* do nothing */              \
959                 else
960
961 static inline struct zone *zonelist_zone(struct zoneref *zoneref)
962 {
963         return zoneref->zone;
964 }
965
966 static inline int zonelist_zone_idx(struct zoneref *zoneref)
967 {
968         return zoneref->zone_idx;
969 }
970
971 static inline int zonelist_node_idx(struct zoneref *zoneref)
972 {
973 #ifdef CONFIG_NUMA
974         /* zone_to_nid not available in this context */
975         return zoneref->zone->node;
976 #else
977         return 0;
978 #endif /* CONFIG_NUMA */
979 }
980
981 /**
982  * 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
983  * @z - The cursor used as a starting point for the search
984  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
985  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
986  * @zone - The first suitable zone found is returned via this parameter
987  *
988  * This function returns the next zone at or below a given zone index that is
989  * within the allowed nodemask using a cursor as the starting point for the
990  * search. The zoneref returned is a cursor that represents the current zone
991  * being examined. It should be advanced by one before calling
992  * next_zones_zonelist again.
993  */
994 struct zoneref *next_zones_zonelist(struct zoneref *z,
995                                         enum zone_type highest_zoneidx,
996                                         nodemask_t *nodes,
997                                         struct zone **zone);
998
999 /**
1000  * first_zones_zonelist - Returns the first zone at or below highest_zoneidx within the allowed nodemask in a zonelist
1001  * @zonelist - The zonelist to search for a suitable zone
1002  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
1003  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
1004  * @zone - The first suitable zone found is returned via this parameter
1005  *
1006  * This function returns the first zone at or below a given zone index that is
1007  * within the allowed nodemask. The zoneref returned is a cursor that can be
1008  * used to iterate the zonelist with next_zones_zonelist by advancing it by
1009  * one before calling.
1010  */
1011 static inline struct zoneref *first_zones_zonelist(struct zonelist *zonelist,
1012                                         enum zone_type highest_zoneidx,
1013                                         nodemask_t *nodes,
1014                                         struct zone **zone)
1015 {
1016         return next_zones_zonelist(zonelist->_zonerefs, highest_zoneidx, nodes,
1017                                                                 zone);
1018 }
1019
1020 /**
1021  * 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
1022  * @zone - The current zone in the iterator
1023  * @z - The current pointer within zonelist->zones being iterated
1024  * @zlist - The zonelist being iterated
1025  * @highidx - The zone index of the highest zone to return
1026  * @nodemask - Nodemask allowed by the allocator
1027  *
1028  * This iterator iterates though all zones at or below a given zone index and
1029  * within a given nodemask
1030  */
1031 #define for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, nodemask) \
1032         for (z = first_zones_zonelist(zlist, highidx, nodemask, &zone); \
1033                 zone;                                                   \
1034                 z = next_zones_zonelist(++z, highidx, nodemask, &zone)) \
1035
1036 /**
1037  * for_each_zone_zonelist - helper macro to iterate over valid zones in a zonelist at or below a given zone index
1038  * @zone - The current zone in the iterator
1039  * @z - The current pointer within zonelist->zones being iterated
1040  * @zlist - The zonelist being iterated
1041  * @highidx - The zone index of the highest zone to return
1042  *
1043  * This iterator iterates though all zones at or below a given zone index.
1044  */
1045 #define for_each_zone_zonelist(zone, z, zlist, highidx) \
1046         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, NULL)
1047
1048 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
1049 #include <asm/sparsemem.h>
1050 #endif
1051
1052 #if !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID) && \
1053         !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP)
1054 static inline unsigned long early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
1055 {
1056         return 0;
1057 }
1058 #endif
1059
1060 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1061 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
1062 #endif
1063
1064 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
1065
1066 /*
1067  * SECTION_SHIFT                #bits space required to store a section #
1068  *
1069  * PA_SECTION_SHIFT             physical address to/from section number
1070  * PFN_SECTION_SHIFT            pfn to/from section number
1071  */
1072 #define PA_SECTION_SHIFT        (SECTION_SIZE_BITS)
1073 #define PFN_SECTION_SHIFT       (SECTION_SIZE_BITS - PAGE_SHIFT)
1074
1075 #define NR_MEM_SECTIONS         (1UL << SECTIONS_SHIFT)
1076
1077 #define PAGES_PER_SECTION       (1UL << PFN_SECTION_SHIFT)
1078 #define PAGE_SECTION_MASK       (~(PAGES_PER_SECTION-1))
1079
1080 #define SECTION_BLOCKFLAGS_BITS \
1081         ((1UL << (PFN_SECTION_SHIFT - pageblock_order)) * NR_PAGEBLOCK_BITS)
1082
1083 #if (MAX_ORDER - 1 + PAGE_SHIFT) > SECTION_SIZE_BITS
1084 #error Allocator MAX_ORDER exceeds SECTION_SIZE
1085 #endif
1086
1087 #define pfn_to_section_nr(pfn) ((pfn) >> PFN_SECTION_SHIFT)
1088 #define section_nr_to_pfn(sec) ((sec) << PFN_SECTION_SHIFT)
1089
1090 #define SECTION_ALIGN_UP(pfn)   (((pfn) + PAGES_PER_SECTION - 1) & PAGE_SECTION_MASK)
1091 #define SECTION_ALIGN_DOWN(pfn) ((pfn) & PAGE_SECTION_MASK)
1092
1093 struct page;
1094 struct page_cgroup;
1095 struct mem_section {
1096         /*
1097          * This is, logically, a pointer to an array of struct
1098          * pages.  However, it is stored with some other magic.
1099          * (see sparse.c::sparse_init_one_section())
1100          *
1101          * Additionally during early boot we encode node id of
1102          * the location of the section here to guide allocation.
1103          * (see sparse.c::memory_present())
1104          *
1105          * Making it a UL at least makes someone do a cast
1106          * before using it wrong.
1107          */
1108         unsigned long section_mem_map;
1109
1110         /* See declaration of similar field in struct zone */
1111         unsigned long *pageblock_flags;
1112 #ifdef CONFIG_MEMCG
1113         /*
1114          * If !SPARSEMEM, pgdat doesn't have page_cgroup pointer. We use
1115          * section. (see memcontrol.h/page_cgroup.h about this.)
1116          */
1117         struct page_cgroup *page_cgroup;
1118         unsigned long pad;
1119 #endif
1120         /*
1121          * WARNING: mem_section must be a power-of-2 in size for the
1122          * calculation and use of SECTION_ROOT_MASK to make sense.
1123          */
1124 };
1125
1126 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
1127 #define SECTIONS_PER_ROOT       (PAGE_SIZE / sizeof (struct mem_section))
1128 #else
1129 #define SECTIONS_PER_ROOT       1
1130 #endif
1131
1132 #define SECTION_NR_TO_ROOT(sec) ((sec) / SECTIONS_PER_ROOT)
1133 #define NR_SECTION_ROOTS        DIV_ROUND_UP(NR_MEM_SECTIONS, SECTIONS_PER_ROOT)
1134 #define SECTION_ROOT_MASK       (SECTIONS_PER_ROOT - 1)
1135
1136 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
1137 extern struct mem_section *mem_section[NR_SECTION_ROOTS];
1138 #else
1139 extern struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT];
1140 #endif
1141
1142 static inline struct mem_section *__nr_to_section(unsigned long nr)
1143 {
1144         if (!mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)])
1145                 return NULL;
1146         return &mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)][nr & SECTION_ROOT_MASK];
1147 }
1148 extern int __section_nr(struct mem_section* ms);
1149 extern unsigned long usemap_size(void);
1150
1151 /*
1152  * We use the lower bits of the mem_map pointer to store
1153  * a little bit of information.  There should be at least
1154  * 3 bits here due to 32-bit alignment.
1155  */
1156 #define SECTION_MARKED_PRESENT  (1UL<<0)
1157 #define SECTION_HAS_MEM_MAP     (1UL<<1)
1158 #define SECTION_MAP_LAST_BIT    (1UL<<2)
1159 #define SECTION_MAP_MASK        (~(SECTION_MAP_LAST_BIT-1))
1160 #define SECTION_NID_SHIFT       2
1161
1162 static inline struct page *__section_mem_map_addr(struct mem_section *section)
1163 {
1164         unsigned long map = section->section_mem_map;
1165         map &= SECTION_MAP_MASK;
1166         return (struct page *)map;
1167 }
1168
1169 static inline int present_section(struct mem_section *section)
1170 {
1171         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_MARKED_PRESENT));
1172 }
1173
1174 static inline int present_section_nr(unsigned long nr)
1175 {
1176         return present_section(__nr_to_section(nr));
1177 }
1178
1179 static inline int valid_section(struct mem_section *section)
1180 {
1181         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_HAS_MEM_MAP));
1182 }
1183
1184 static inline int valid_section_nr(unsigned long nr)
1185 {
1186         return valid_section(__nr_to_section(nr));
1187 }
1188
1189 static inline struct mem_section *__pfn_to_section(unsigned long pfn)
1190 {
1191         return __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
1192 }
1193
1194 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID
1195 static inline int pfn_valid(unsigned long pfn)
1196 {
1197         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1198                 return 0;
1199         return valid_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1200 }
1201 #endif
1202
1203 static inline int pfn_present(unsigned long pfn)
1204 {
1205         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1206                 return 0;
1207         return present_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1208 }
1209
1210 /*
1211  * These are _only_ used during initialisation, therefore they
1212  * can use __initdata ...  They could have names to indicate
1213  * this restriction.
1214  */
1215 #ifdef CONFIG_NUMA
1216 #define pfn_to_nid(pfn)                                                 \
1217 ({                                                                      \
1218         unsigned long __pfn_to_nid_pfn = (pfn);                         \
1219         page_to_nid(pfn_to_page(__pfn_to_nid_pfn));                     \
1220 })
1221 #else
1222 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
1223 #endif
1224
1225 #define early_pfn_valid(pfn)    pfn_valid(pfn)
1226 void sparse_init(void);
1227 #else
1228 #define sparse_init()   do {} while (0)
1229 #define sparse_index_init(_sec, _nid)  do {} while (0)
1230 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
1231
1232 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
1233 bool early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int nid);
1234 #else
1235 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (1)
1236 #endif
1237
1238 #ifndef early_pfn_valid
1239 #define early_pfn_valid(pfn)    (1)
1240 #endif
1241
1242 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
1243 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
1244
1245 /*
1246  * If it is possible to have holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES, then we
1247  * need to check pfn validility within that MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1248  * pfn_valid_within() should be used in this case; we optimise this away
1249  * when we have no holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1250  */
1251 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
1252 #define pfn_valid_within(pfn) pfn_valid(pfn)
1253 #else
1254 #define pfn_valid_within(pfn) (1)
1255 #endif
1256
1257 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HOLES_MEMORYMODEL
1258 /*
1259  * pfn_valid() is meant to be able to tell if a given PFN has valid memmap
1260  * associated with it or not. In FLATMEM, it is expected that holes always
1261  * have valid memmap as long as there is valid PFNs either side of the hole.
1262  * In SPARSEMEM, it is assumed that a valid section has a memmap for the
1263  * entire section.
1264  *
1265  * However, an ARM, and maybe other embedded architectures in the future
1266  * free memmap backing holes to save memory on the assumption the memmap is
1267  * never used. The page_zone linkages are then broken even though pfn_valid()
1268  * returns true. A walker of the full memmap must then do this additional
1269  * check to ensure the memmap they are looking at is sane by making sure
1270  * the zone and PFN linkages are still valid. This is expensive, but walkers
1271  * of the full memmap are extremely rare.
1272  */
1273 int memmap_valid_within(unsigned long pfn,
1274                                         struct page *page, struct zone *zone);
1275 #else
1276 static inline int memmap_valid_within(unsigned long pfn,
1277                                         struct page *page, struct zone *zone)
1278 {
1279         return 1;
1280 }
1281 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HOLES_MEMORYMODEL */
1282
1283 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
1284 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1285 #endif /* _LINUX_MMZONE_H */