mm: move buddy list manipulations into helpers
[linux-2.6-microblaze.git] / include / linux / mmzone.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MMZONE_H
3 #define _LINUX_MMZONE_H
4
5 #ifndef __ASSEMBLY__
6 #ifndef __GENERATING_BOUNDS_H
7
8 #include <linux/spinlock.h>
9 #include <linux/list.h>
10 #include <linux/wait.h>
11 #include <linux/bitops.h>
12 #include <linux/cache.h>
13 #include <linux/threads.h>
14 #include <linux/numa.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/seqlock.h>
17 #include <linux/nodemask.h>
18 #include <linux/pageblock-flags.h>
19 #include <linux/page-flags-layout.h>
20 #include <linux/atomic.h>
21 #include <linux/mm_types.h>
22 #include <linux/page-flags.h>
23 #include <asm/page.h>
24
25 /* Free memory management - zoned buddy allocator.  */
26 #ifndef CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
27 #define MAX_ORDER 11
28 #else
29 #define MAX_ORDER CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
30 #endif
31 #define MAX_ORDER_NR_PAGES (1 << (MAX_ORDER - 1))
32
33 /*
34  * PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER is the order at which allocations are deemed
35  * costly to service.  That is between allocation orders which should
36  * coalesce naturally under reasonable reclaim pressure and those which
37  * will not.
38  */
39 #define PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER 3
40
41 enum migratetype {
42         MIGRATE_UNMOVABLE,
43         MIGRATE_MOVABLE,
44         MIGRATE_RECLAIMABLE,
45         MIGRATE_PCPTYPES,       /* the number of types on the pcp lists */
46         MIGRATE_HIGHATOMIC = MIGRATE_PCPTYPES,
47 #ifdef CONFIG_CMA
48         /*
49          * MIGRATE_CMA migration type is designed to mimic the way
50          * ZONE_MOVABLE works.  Only movable pages can be allocated
51          * from MIGRATE_CMA pageblocks and page allocator never
52          * implicitly change migration type of MIGRATE_CMA pageblock.
53          *
54          * The way to use it is to change migratetype of a range of
55          * pageblocks to MIGRATE_CMA which can be done by
56          * __free_pageblock_cma() function.  What is important though
57          * is that a range of pageblocks must be aligned to
58          * MAX_ORDER_NR_PAGES should biggest page be bigger then
59          * a single pageblock.
60          */
61         MIGRATE_CMA,
62 #endif
63 #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
64         MIGRATE_ISOLATE,        /* can't allocate from here */
65 #endif
66         MIGRATE_TYPES
67 };
68
69 /* In mm/page_alloc.c; keep in sync also with show_migration_types() there */
70 extern const char * const migratetype_names[MIGRATE_TYPES];
71
72 #ifdef CONFIG_CMA
73 #  define is_migrate_cma(migratetype) unlikely((migratetype) == MIGRATE_CMA)
74 #  define is_migrate_cma_page(_page) (get_pageblock_migratetype(_page) == MIGRATE_CMA)
75 #else
76 #  define is_migrate_cma(migratetype) false
77 #  define is_migrate_cma_page(_page) false
78 #endif
79
80 static inline bool is_migrate_movable(int mt)
81 {
82         return is_migrate_cma(mt) || mt == MIGRATE_MOVABLE;
83 }
84
85 #define for_each_migratetype_order(order, type) \
86         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) \
87                 for (type = 0; type < MIGRATE_TYPES; type++)
88
89 extern int page_group_by_mobility_disabled;
90
91 #define NR_MIGRATETYPE_BITS (PB_migrate_end - PB_migrate + 1)
92 #define MIGRATETYPE_MASK ((1UL << NR_MIGRATETYPE_BITS) - 1)
93
94 #define get_pageblock_migratetype(page)                                 \
95         get_pfnblock_flags_mask(page, page_to_pfn(page),                \
96                         PB_migrate_end, MIGRATETYPE_MASK)
97
98 struct free_area {
99         struct list_head        free_list[MIGRATE_TYPES];
100         unsigned long           nr_free;
101 };
102
103 /* Used for pages not on another list */
104 static inline void add_to_free_area(struct page *page, struct free_area *area,
105                              int migratetype)
106 {
107         list_add(&page->lru, &area->free_list[migratetype]);
108         area->nr_free++;
109 }
110
111 /* Used for pages not on another list */
112 static inline void add_to_free_area_tail(struct page *page, struct free_area *area,
113                                   int migratetype)
114 {
115         list_add_tail(&page->lru, &area->free_list[migratetype]);
116         area->nr_free++;
117 }
118
119 /* Used for pages which are on another list */
120 static inline void move_to_free_area(struct page *page, struct free_area *area,
121                              int migratetype)
122 {
123         list_move(&page->lru, &area->free_list[migratetype]);
124 }
125
126 static inline struct page *get_page_from_free_area(struct free_area *area,
127                                             int migratetype)
128 {
129         return list_first_entry_or_null(&area->free_list[migratetype],
130                                         struct page, lru);
131 }
132
133 static inline void del_page_from_free_area(struct page *page,
134                 struct free_area *area)
135 {
136         list_del(&page->lru);
137         __ClearPageBuddy(page);
138         set_page_private(page, 0);
139         area->nr_free--;
140 }
141
142 static inline bool free_area_empty(struct free_area *area, int migratetype)
143 {
144         return list_empty(&area->free_list[migratetype]);
145 }
146
147 struct pglist_data;
148
149 /*
150  * zone->lock and the zone lru_lock are two of the hottest locks in the kernel.
151  * So add a wild amount of padding here to ensure that they fall into separate
152  * cachelines.  There are very few zone structures in the machine, so space
153  * consumption is not a concern here.
154  */
155 #if defined(CONFIG_SMP)
156 struct zone_padding {
157         char x[0];
158 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
159 #define ZONE_PADDING(name)      struct zone_padding name;
160 #else
161 #define ZONE_PADDING(name)
162 #endif
163
164 #ifdef CONFIG_NUMA
165 enum numa_stat_item {
166         NUMA_HIT,               /* allocated in intended node */
167         NUMA_MISS,              /* allocated in non intended node */
168         NUMA_FOREIGN,           /* was intended here, hit elsewhere */
169         NUMA_INTERLEAVE_HIT,    /* interleaver preferred this zone */
170         NUMA_LOCAL,             /* allocation from local node */
171         NUMA_OTHER,             /* allocation from other node */
172         NR_VM_NUMA_STAT_ITEMS
173 };
174 #else
175 #define NR_VM_NUMA_STAT_ITEMS 0
176 #endif
177
178 enum zone_stat_item {
179         /* First 128 byte cacheline (assuming 64 bit words) */
180         NR_FREE_PAGES,
181         NR_ZONE_LRU_BASE, /* Used only for compaction and reclaim retry */
182         NR_ZONE_INACTIVE_ANON = NR_ZONE_LRU_BASE,
183         NR_ZONE_ACTIVE_ANON,
184         NR_ZONE_INACTIVE_FILE,
185         NR_ZONE_ACTIVE_FILE,
186         NR_ZONE_UNEVICTABLE,
187         NR_ZONE_WRITE_PENDING,  /* Count of dirty, writeback and unstable pages */
188         NR_MLOCK,               /* mlock()ed pages found and moved off LRU */
189         NR_PAGETABLE,           /* used for pagetables */
190         NR_KERNEL_STACK_KB,     /* measured in KiB */
191         /* Second 128 byte cacheline */
192         NR_BOUNCE,
193 #if IS_ENABLED(CONFIG_ZSMALLOC)
194         NR_ZSPAGES,             /* allocated in zsmalloc */
195 #endif
196         NR_FREE_CMA_PAGES,
197         NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS };
198
199 enum node_stat_item {
200         NR_LRU_BASE,
201         NR_INACTIVE_ANON = NR_LRU_BASE, /* must match order of LRU_[IN]ACTIVE */
202         NR_ACTIVE_ANON,         /*  "     "     "   "       "         */
203         NR_INACTIVE_FILE,       /*  "     "     "   "       "         */
204         NR_ACTIVE_FILE,         /*  "     "     "   "       "         */
205         NR_UNEVICTABLE,         /*  "     "     "   "       "         */
206         NR_SLAB_RECLAIMABLE,
207         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
208         NR_ISOLATED_ANON,       /* Temporary isolated pages from anon lru */
209         NR_ISOLATED_FILE,       /* Temporary isolated pages from file lru */
210         WORKINGSET_NODES,
211         WORKINGSET_REFAULT,
212         WORKINGSET_ACTIVATE,
213         WORKINGSET_RESTORE,
214         WORKINGSET_NODERECLAIM,
215         NR_ANON_MAPPED, /* Mapped anonymous pages */
216         NR_FILE_MAPPED, /* pagecache pages mapped into pagetables.
217                            only modified from process context */
218         NR_FILE_PAGES,
219         NR_FILE_DIRTY,
220         NR_WRITEBACK,
221         NR_WRITEBACK_TEMP,      /* Writeback using temporary buffers */
222         NR_SHMEM,               /* shmem pages (included tmpfs/GEM pages) */
223         NR_SHMEM_THPS,
224         NR_SHMEM_PMDMAPPED,
225         NR_ANON_THPS,
226         NR_UNSTABLE_NFS,        /* NFS unstable pages */
227         NR_VMSCAN_WRITE,
228         NR_VMSCAN_IMMEDIATE,    /* Prioritise for reclaim when writeback ends */
229         NR_DIRTIED,             /* page dirtyings since bootup */
230         NR_WRITTEN,             /* page writings since bootup */
231         NR_KERNEL_MISC_RECLAIMABLE,     /* reclaimable non-slab kernel pages */
232         NR_VM_NODE_STAT_ITEMS
233 };
234
235 /*
236  * We do arithmetic on the LRU lists in various places in the code,
237  * so it is important to keep the active lists LRU_ACTIVE higher in
238  * the array than the corresponding inactive lists, and to keep
239  * the *_FILE lists LRU_FILE higher than the corresponding _ANON lists.
240  *
241  * This has to be kept in sync with the statistics in zone_stat_item
242  * above and the descriptions in vmstat_text in mm/vmstat.c
243  */
244 #define LRU_BASE 0
245 #define LRU_ACTIVE 1
246 #define LRU_FILE 2
247
248 enum lru_list {
249         LRU_INACTIVE_ANON = LRU_BASE,
250         LRU_ACTIVE_ANON = LRU_BASE + LRU_ACTIVE,
251         LRU_INACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE,
252         LRU_ACTIVE_FILE = LRU_BASE + LRU_FILE + LRU_ACTIVE,
253         LRU_UNEVICTABLE,
254         NR_LRU_LISTS
255 };
256
257 #define for_each_lru(lru) for (lru = 0; lru < NR_LRU_LISTS; lru++)
258
259 #define for_each_evictable_lru(lru) for (lru = 0; lru <= LRU_ACTIVE_FILE; lru++)
260
261 static inline int is_file_lru(enum lru_list lru)
262 {
263         return (lru == LRU_INACTIVE_FILE || lru == LRU_ACTIVE_FILE);
264 }
265
266 static inline int is_active_lru(enum lru_list lru)
267 {
268         return (lru == LRU_ACTIVE_ANON || lru == LRU_ACTIVE_FILE);
269 }
270
271 struct zone_reclaim_stat {
272         /*
273          * The pageout code in vmscan.c keeps track of how many of the
274          * mem/swap backed and file backed pages are referenced.
275          * The higher the rotated/scanned ratio, the more valuable
276          * that cache is.
277          *
278          * The anon LRU stats live in [0], file LRU stats in [1]
279          */
280         unsigned long           recent_rotated[2];
281         unsigned long           recent_scanned[2];
282 };
283
284 struct lruvec {
285         struct list_head                lists[NR_LRU_LISTS];
286         struct zone_reclaim_stat        reclaim_stat;
287         /* Evictions & activations on the inactive file list */
288         atomic_long_t                   inactive_age;
289         /* Refaults at the time of last reclaim cycle */
290         unsigned long                   refaults;
291 #ifdef CONFIG_MEMCG
292         struct pglist_data *pgdat;
293 #endif
294 };
295
296 /* Isolate unmapped file */
297 #define ISOLATE_UNMAPPED        ((__force isolate_mode_t)0x2)
298 /* Isolate for asynchronous migration */
299 #define ISOLATE_ASYNC_MIGRATE   ((__force isolate_mode_t)0x4)
300 /* Isolate unevictable pages */
301 #define ISOLATE_UNEVICTABLE     ((__force isolate_mode_t)0x8)
302
303 /* LRU Isolation modes. */
304 typedef unsigned __bitwise isolate_mode_t;
305
306 enum zone_watermarks {
307         WMARK_MIN,
308         WMARK_LOW,
309         WMARK_HIGH,
310         NR_WMARK
311 };
312
313 #define min_wmark_pages(z) (z->_watermark[WMARK_MIN] + z->watermark_boost)
314 #define low_wmark_pages(z) (z->_watermark[WMARK_LOW] + z->watermark_boost)
315 #define high_wmark_pages(z) (z->_watermark[WMARK_HIGH] + z->watermark_boost)
316 #define wmark_pages(z, i) (z->_watermark[i] + z->watermark_boost)
317
318 struct per_cpu_pages {
319         int count;              /* number of pages in the list */
320         int high;               /* high watermark, emptying needed */
321         int batch;              /* chunk size for buddy add/remove */
322
323         /* Lists of pages, one per migrate type stored on the pcp-lists */
324         struct list_head lists[MIGRATE_PCPTYPES];
325 };
326
327 struct per_cpu_pageset {
328         struct per_cpu_pages pcp;
329 #ifdef CONFIG_NUMA
330         s8 expire;
331         u16 vm_numa_stat_diff[NR_VM_NUMA_STAT_ITEMS];
332 #endif
333 #ifdef CONFIG_SMP
334         s8 stat_threshold;
335         s8 vm_stat_diff[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
336 #endif
337 };
338
339 struct per_cpu_nodestat {
340         s8 stat_threshold;
341         s8 vm_node_stat_diff[NR_VM_NODE_STAT_ITEMS];
342 };
343
344 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
345
346 enum zone_type {
347 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
348         /*
349          * ZONE_DMA is used when there are devices that are not able
350          * to do DMA to all of addressable memory (ZONE_NORMAL). Then we
351          * carve out the portion of memory that is needed for these devices.
352          * The range is arch specific.
353          *
354          * Some examples
355          *
356          * Architecture         Limit
357          * ---------------------------
358          * parisc, ia64, sparc  <4G
359          * s390, powerpc        <2G
360          * arm                  Various
361          * alpha                Unlimited or 0-16MB.
362          *
363          * i386, x86_64 and multiple other arches
364          *                      <16M.
365          */
366         ZONE_DMA,
367 #endif
368 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
369         /*
370          * x86_64 needs two ZONE_DMAs because it supports devices that are
371          * only able to do DMA to the lower 16M but also 32 bit devices that
372          * can only do DMA areas below 4G.
373          */
374         ZONE_DMA32,
375 #endif
376         /*
377          * Normal addressable memory is in ZONE_NORMAL. DMA operations can be
378          * performed on pages in ZONE_NORMAL if the DMA devices support
379          * transfers to all addressable memory.
380          */
381         ZONE_NORMAL,
382 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
383         /*
384          * A memory area that is only addressable by the kernel through
385          * mapping portions into its own address space. This is for example
386          * used by i386 to allow the kernel to address the memory beyond
387          * 900MB. The kernel will set up special mappings (page
388          * table entries on i386) for each page that the kernel needs to
389          * access.
390          */
391         ZONE_HIGHMEM,
392 #endif
393         ZONE_MOVABLE,
394 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
395         ZONE_DEVICE,
396 #endif
397         __MAX_NR_ZONES
398
399 };
400
401 #ifndef __GENERATING_BOUNDS_H
402
403 struct zone {
404         /* Read-mostly fields */
405
406         /* zone watermarks, access with *_wmark_pages(zone) macros */
407         unsigned long _watermark[NR_WMARK];
408         unsigned long watermark_boost;
409
410         unsigned long nr_reserved_highatomic;
411
412         /*
413          * We don't know if the memory that we're going to allocate will be
414          * freeable or/and it will be released eventually, so to avoid totally
415          * wasting several GB of ram we must reserve some of the lower zone
416          * memory (otherwise we risk to run OOM on the lower zones despite
417          * there being tons of freeable ram on the higher zones).  This array is
418          * recalculated at runtime if the sysctl_lowmem_reserve_ratio sysctl
419          * changes.
420          */
421         long lowmem_reserve[MAX_NR_ZONES];
422
423 #ifdef CONFIG_NUMA
424         int node;
425 #endif
426         struct pglist_data      *zone_pgdat;
427         struct per_cpu_pageset __percpu *pageset;
428
429 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
430         /*
431          * Flags for a pageblock_nr_pages block. See pageblock-flags.h.
432          * In SPARSEMEM, this map is stored in struct mem_section
433          */
434         unsigned long           *pageblock_flags;
435 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
436
437         /* zone_start_pfn == zone_start_paddr >> PAGE_SHIFT */
438         unsigned long           zone_start_pfn;
439
440         /*
441          * spanned_pages is the total pages spanned by the zone, including
442          * holes, which is calculated as:
443          *      spanned_pages = zone_end_pfn - zone_start_pfn;
444          *
445          * present_pages is physical pages existing within the zone, which
446          * is calculated as:
447          *      present_pages = spanned_pages - absent_pages(pages in holes);
448          *
449          * managed_pages is present pages managed by the buddy system, which
450          * is calculated as (reserved_pages includes pages allocated by the
451          * bootmem allocator):
452          *      managed_pages = present_pages - reserved_pages;
453          *
454          * So present_pages may be used by memory hotplug or memory power
455          * management logic to figure out unmanaged pages by checking
456          * (present_pages - managed_pages). And managed_pages should be used
457          * by page allocator and vm scanner to calculate all kinds of watermarks
458          * and thresholds.
459          *
460          * Locking rules:
461          *
462          * zone_start_pfn and spanned_pages are protected by span_seqlock.
463          * It is a seqlock because it has to be read outside of zone->lock,
464          * and it is done in the main allocator path.  But, it is written
465          * quite infrequently.
466          *
467          * The span_seq lock is declared along with zone->lock because it is
468          * frequently read in proximity to zone->lock.  It's good to
469          * give them a chance of being in the same cacheline.
470          *
471          * Write access to present_pages at runtime should be protected by
472          * mem_hotplug_begin/end(). Any reader who can't tolerant drift of
473          * present_pages should get_online_mems() to get a stable value.
474          */
475         atomic_long_t           managed_pages;
476         unsigned long           spanned_pages;
477         unsigned long           present_pages;
478
479         const char              *name;
480
481 #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
482         /*
483          * Number of isolated pageblock. It is used to solve incorrect
484          * freepage counting problem due to racy retrieving migratetype
485          * of pageblock. Protected by zone->lock.
486          */
487         unsigned long           nr_isolate_pageblock;
488 #endif
489
490 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
491         /* see spanned/present_pages for more description */
492         seqlock_t               span_seqlock;
493 #endif
494
495         int initialized;
496
497         /* Write-intensive fields used from the page allocator */
498         ZONE_PADDING(_pad1_)
499
500         /* free areas of different sizes */
501         struct free_area        free_area[MAX_ORDER];
502
503         /* zone flags, see below */
504         unsigned long           flags;
505
506         /* Primarily protects free_area */
507         spinlock_t              lock;
508
509         /* Write-intensive fields used by compaction and vmstats. */
510         ZONE_PADDING(_pad2_)
511
512         /*
513          * When free pages are below this point, additional steps are taken
514          * when reading the number of free pages to avoid per-cpu counter
515          * drift allowing watermarks to be breached
516          */
517         unsigned long percpu_drift_mark;
518
519 #if defined CONFIG_COMPACTION || defined CONFIG_CMA
520         /* pfn where compaction free scanner should start */
521         unsigned long           compact_cached_free_pfn;
522         /* pfn where async and sync compaction migration scanner should start */
523         unsigned long           compact_cached_migrate_pfn[2];
524         unsigned long           compact_init_migrate_pfn;
525         unsigned long           compact_init_free_pfn;
526 #endif
527
528 #ifdef CONFIG_COMPACTION
529         /*
530          * On compaction failure, 1<<compact_defer_shift compactions
531          * are skipped before trying again. The number attempted since
532          * last failure is tracked with compact_considered.
533          */
534         unsigned int            compact_considered;
535         unsigned int            compact_defer_shift;
536         int                     compact_order_failed;
537 #endif
538
539 #if defined CONFIG_COMPACTION || defined CONFIG_CMA
540         /* Set to true when the PG_migrate_skip bits should be cleared */
541         bool                    compact_blockskip_flush;
542 #endif
543
544         bool                    contiguous;
545
546         ZONE_PADDING(_pad3_)
547         /* Zone statistics */
548         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
549         atomic_long_t           vm_numa_stat[NR_VM_NUMA_STAT_ITEMS];
550 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
551
552 enum pgdat_flags {
553         PGDAT_CONGESTED,                /* pgdat has many dirty pages backed by
554                                          * a congested BDI
555                                          */
556         PGDAT_DIRTY,                    /* reclaim scanning has recently found
557                                          * many dirty file pages at the tail
558                                          * of the LRU.
559                                          */
560         PGDAT_WRITEBACK,                /* reclaim scanning has recently found
561                                          * many pages under writeback
562                                          */
563         PGDAT_RECLAIM_LOCKED,           /* prevents concurrent reclaim */
564 };
565
566 enum zone_flags {
567         ZONE_BOOSTED_WATERMARK,         /* zone recently boosted watermarks.
568                                          * Cleared when kswapd is woken.
569                                          */
570 };
571
572 static inline unsigned long zone_managed_pages(struct zone *zone)
573 {
574         return (unsigned long)atomic_long_read(&zone->managed_pages);
575 }
576
577 static inline unsigned long zone_end_pfn(const struct zone *zone)
578 {
579         return zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
580 }
581
582 static inline bool zone_spans_pfn(const struct zone *zone, unsigned long pfn)
583 {
584         return zone->zone_start_pfn <= pfn && pfn < zone_end_pfn(zone);
585 }
586
587 static inline bool zone_is_initialized(struct zone *zone)
588 {
589         return zone->initialized;
590 }
591
592 static inline bool zone_is_empty(struct zone *zone)
593 {
594         return zone->spanned_pages == 0;
595 }
596
597 /*
598  * Return true if [start_pfn, start_pfn + nr_pages) range has a non-empty
599  * intersection with the given zone
600  */
601 static inline bool zone_intersects(struct zone *zone,
602                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
603 {
604         if (zone_is_empty(zone))
605                 return false;
606         if (start_pfn >= zone_end_pfn(zone) ||
607             start_pfn + nr_pages <= zone->zone_start_pfn)
608                 return false;
609
610         return true;
611 }
612
613 /*
614  * The "priority" of VM scanning is how much of the queues we will scan in one
615  * go. A value of 12 for DEF_PRIORITY implies that we will scan 1/4096th of the
616  * queues ("queue_length >> 12") during an aging round.
617  */
618 #define DEF_PRIORITY 12
619
620 /* Maximum number of zones on a zonelist */
621 #define MAX_ZONES_PER_ZONELIST (MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES)
622
623 enum {
624         ZONELIST_FALLBACK,      /* zonelist with fallback */
625 #ifdef CONFIG_NUMA
626         /*
627          * The NUMA zonelists are doubled because we need zonelists that
628          * restrict the allocations to a single node for __GFP_THISNODE.
629          */
630         ZONELIST_NOFALLBACK,    /* zonelist without fallback (__GFP_THISNODE) */
631 #endif
632         MAX_ZONELISTS
633 };
634
635 /*
636  * This struct contains information about a zone in a zonelist. It is stored
637  * here to avoid dereferences into large structures and lookups of tables
638  */
639 struct zoneref {
640         struct zone *zone;      /* Pointer to actual zone */
641         int zone_idx;           /* zone_idx(zoneref->zone) */
642 };
643
644 /*
645  * One allocation request operates on a zonelist. A zonelist
646  * is a list of zones, the first one is the 'goal' of the
647  * allocation, the other zones are fallback zones, in decreasing
648  * priority.
649  *
650  * To speed the reading of the zonelist, the zonerefs contain the zone index
651  * of the entry being read. Helper functions to access information given
652  * a struct zoneref are
653  *
654  * zonelist_zone()      - Return the struct zone * for an entry in _zonerefs
655  * zonelist_zone_idx()  - Return the index of the zone for an entry
656  * zonelist_node_idx()  - Return the index of the node for an entry
657  */
658 struct zonelist {
659         struct zoneref _zonerefs[MAX_ZONES_PER_ZONELIST + 1];
660 };
661
662 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
663 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
664 extern struct page *mem_map;
665 #endif
666
667 /*
668  * On NUMA machines, each NUMA node would have a pg_data_t to describe
669  * it's memory layout. On UMA machines there is a single pglist_data which
670  * describes the whole memory.
671  *
672  * Memory statistics and page replacement data structures are maintained on a
673  * per-zone basis.
674  */
675 struct bootmem_data;
676 typedef struct pglist_data {
677         struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
678         struct zonelist node_zonelists[MAX_ZONELISTS];
679         int nr_zones;
680 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP /* means !SPARSEMEM */
681         struct page *node_mem_map;
682 #ifdef CONFIG_PAGE_EXTENSION
683         struct page_ext *node_page_ext;
684 #endif
685 #endif
686 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG) || defined(CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT)
687         /*
688          * Must be held any time you expect node_start_pfn,
689          * node_present_pages, node_spanned_pages or nr_zones to stay constant.
690          *
691          * pgdat_resize_lock() and pgdat_resize_unlock() are provided to
692          * manipulate node_size_lock without checking for CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
693          * or CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT.
694          *
695          * Nests above zone->lock and zone->span_seqlock
696          */
697         spinlock_t node_size_lock;
698 #endif
699         unsigned long node_start_pfn;
700         unsigned long node_present_pages; /* total number of physical pages */
701         unsigned long node_spanned_pages; /* total size of physical page
702                                              range, including holes */
703         int node_id;
704         wait_queue_head_t kswapd_wait;
705         wait_queue_head_t pfmemalloc_wait;
706         struct task_struct *kswapd;     /* Protected by
707                                            mem_hotplug_begin/end() */
708         int kswapd_order;
709         enum zone_type kswapd_classzone_idx;
710
711         int kswapd_failures;            /* Number of 'reclaimed == 0' runs */
712
713 #ifdef CONFIG_COMPACTION
714         int kcompactd_max_order;
715         enum zone_type kcompactd_classzone_idx;
716         wait_queue_head_t kcompactd_wait;
717         struct task_struct *kcompactd;
718 #endif
719         /*
720          * This is a per-node reserve of pages that are not available
721          * to userspace allocations.
722          */
723         unsigned long           totalreserve_pages;
724
725 #ifdef CONFIG_NUMA
726         /*
727          * zone reclaim becomes active if more unmapped pages exist.
728          */
729         unsigned long           min_unmapped_pages;
730         unsigned long           min_slab_pages;
731 #endif /* CONFIG_NUMA */
732
733         /* Write-intensive fields used by page reclaim */
734         ZONE_PADDING(_pad1_)
735         spinlock_t              lru_lock;
736
737 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
738         /*
739          * If memory initialisation on large machines is deferred then this
740          * is the first PFN that needs to be initialised.
741          */
742         unsigned long first_deferred_pfn;
743 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
744
745 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
746         spinlock_t split_queue_lock;
747         struct list_head split_queue;
748         unsigned long split_queue_len;
749 #endif
750
751         /* Fields commonly accessed by the page reclaim scanner */
752         struct lruvec           lruvec;
753
754         unsigned long           flags;
755
756         ZONE_PADDING(_pad2_)
757
758         /* Per-node vmstats */
759         struct per_cpu_nodestat __percpu *per_cpu_nodestats;
760         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_NODE_STAT_ITEMS];
761 } pg_data_t;
762
763 #define node_present_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_present_pages)
764 #define node_spanned_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages)
765 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
766 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    ((pgdat)->node_mem_map + (pagenr))
767 #else
768 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    pfn_to_page((pgdat)->node_start_pfn + (pagenr))
769 #endif
770 #define nid_page_nr(nid, pagenr)        pgdat_page_nr(NODE_DATA(nid),(pagenr))
771
772 #define node_start_pfn(nid)     (NODE_DATA(nid)->node_start_pfn)
773 #define node_end_pfn(nid) pgdat_end_pfn(NODE_DATA(nid))
774
775 static inline struct lruvec *node_lruvec(struct pglist_data *pgdat)
776 {
777         return &pgdat->lruvec;
778 }
779
780 static inline unsigned long pgdat_end_pfn(pg_data_t *pgdat)
781 {
782         return pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
783 }
784
785 static inline bool pgdat_is_empty(pg_data_t *pgdat)
786 {
787         return !pgdat->node_start_pfn && !pgdat->node_spanned_pages;
788 }
789
790 #include <linux/memory_hotplug.h>
791
792 void build_all_zonelists(pg_data_t *pgdat);
793 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, gfp_t gfp_mask, int order,
794                    enum zone_type classzone_idx);
795 bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, unsigned int order, unsigned long mark,
796                          int classzone_idx, unsigned int alloc_flags,
797                          long free_pages);
798 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, unsigned int order,
799                 unsigned long mark, int classzone_idx,
800                 unsigned int alloc_flags);
801 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, unsigned int order,
802                 unsigned long mark, int classzone_idx);
803 enum memmap_context {
804         MEMMAP_EARLY,
805         MEMMAP_HOTPLUG,
806 };
807 extern void init_currently_empty_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
808                                      unsigned long size);
809
810 extern void lruvec_init(struct lruvec *lruvec);
811
812 static inline struct pglist_data *lruvec_pgdat(struct lruvec *lruvec)
813 {
814 #ifdef CONFIG_MEMCG
815         return lruvec->pgdat;
816 #else
817         return container_of(lruvec, struct pglist_data, lruvec);
818 #endif
819 }
820
821 extern unsigned long lruvec_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru, int zone_idx);
822
823 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORY_PRESENT
824 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
825 #else
826 static inline void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end) {}
827 #endif
828
829 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM)
830 void memblocks_present(void);
831 #else
832 static inline void memblocks_present(void) {}
833 #endif
834
835 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
836 int local_memory_node(int node_id);
837 #else
838 static inline int local_memory_node(int node_id) { return node_id; };
839 #endif
840
841 /*
842  * zone_idx() returns 0 for the ZONE_DMA zone, 1 for the ZONE_NORMAL zone, etc.
843  */
844 #define zone_idx(zone)          ((zone) - (zone)->zone_pgdat->node_zones)
845
846 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
847 static inline bool is_dev_zone(const struct zone *zone)
848 {
849         return zone_idx(zone) == ZONE_DEVICE;
850 }
851 #else
852 static inline bool is_dev_zone(const struct zone *zone)
853 {
854         return false;
855 }
856 #endif
857
858 /*
859  * Returns true if a zone has pages managed by the buddy allocator.
860  * All the reclaim decisions have to use this function rather than
861  * populated_zone(). If the whole zone is reserved then we can easily
862  * end up with populated_zone() && !managed_zone().
863  */
864 static inline bool managed_zone(struct zone *zone)
865 {
866         return zone_managed_pages(zone);
867 }
868
869 /* Returns true if a zone has memory */
870 static inline bool populated_zone(struct zone *zone)
871 {
872         return zone->present_pages;
873 }
874
875 #ifdef CONFIG_NUMA
876 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
877 {
878         return zone->node;
879 }
880
881 static inline void zone_set_nid(struct zone *zone, int nid)
882 {
883         zone->node = nid;
884 }
885 #else
886 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
887 {
888         return 0;
889 }
890
891 static inline void zone_set_nid(struct zone *zone, int nid) {}
892 #endif
893
894 extern int movable_zone;
895
896 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
897 static inline int zone_movable_is_highmem(void)
898 {
899 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
900         return movable_zone == ZONE_HIGHMEM;
901 #else
902         return (ZONE_MOVABLE - 1) == ZONE_HIGHMEM;
903 #endif
904 }
905 #endif
906
907 static inline int is_highmem_idx(enum zone_type idx)
908 {
909 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
910         return (idx == ZONE_HIGHMEM ||
911                 (idx == ZONE_MOVABLE && zone_movable_is_highmem()));
912 #else
913         return 0;
914 #endif
915 }
916
917 /**
918  * is_highmem - helper function to quickly check if a struct zone is a
919  *              highmem zone or not.  This is an attempt to keep references
920  *              to ZONE_{DMA/NORMAL/HIGHMEM/etc} in general code to a minimum.
921  * @zone - pointer to struct zone variable
922  */
923 static inline int is_highmem(struct zone *zone)
924 {
925 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
926         return is_highmem_idx(zone_idx(zone));
927 #else
928         return 0;
929 #endif
930 }
931
932 /* These two functions are used to setup the per zone pages min values */
933 struct ctl_table;
934 int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
935                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
936 int watermark_boost_factor_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
937                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
938 int watermark_scale_factor_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
939                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
940 extern int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES];
941 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
942                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
943 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
944                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
945 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
946                         void __user *, size_t *, loff_t *);
947 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
948                         void __user *, size_t *, loff_t *);
949
950 extern int numa_zonelist_order_handler(struct ctl_table *, int,
951                         void __user *, size_t *, loff_t *);
952 extern char numa_zonelist_order[];
953 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
954
955 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
956
957 extern struct pglist_data contig_page_data;
958 #define NODE_DATA(nid)          (&contig_page_data)
959 #define NODE_MEM_MAP(nid)       mem_map
960
961 #else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
962
963 #include <asm/mmzone.h>
964
965 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
966
967 extern struct pglist_data *first_online_pgdat(void);
968 extern struct pglist_data *next_online_pgdat(struct pglist_data *pgdat);
969 extern struct zone *next_zone(struct zone *zone);
970
971 /**
972  * for_each_online_pgdat - helper macro to iterate over all online nodes
973  * @pgdat - pointer to a pg_data_t variable
974  */
975 #define for_each_online_pgdat(pgdat)                    \
976         for (pgdat = first_online_pgdat();              \
977              pgdat;                                     \
978              pgdat = next_online_pgdat(pgdat))
979 /**
980  * for_each_zone - helper macro to iterate over all memory zones
981  * @zone - pointer to struct zone variable
982  *
983  * The user only needs to declare the zone variable, for_each_zone
984  * fills it in.
985  */
986 #define for_each_zone(zone)                             \
987         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
988              zone;                                      \
989              zone = next_zone(zone))
990
991 #define for_each_populated_zone(zone)                   \
992         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
993              zone;                                      \
994              zone = next_zone(zone))                    \
995                 if (!populated_zone(zone))              \
996                         ; /* do nothing */              \
997                 else
998
999 static inline struct zone *zonelist_zone(struct zoneref *zoneref)
1000 {
1001         return zoneref->zone;
1002 }
1003
1004 static inline int zonelist_zone_idx(struct zoneref *zoneref)
1005 {
1006         return zoneref->zone_idx;
1007 }
1008
1009 static inline int zonelist_node_idx(struct zoneref *zoneref)
1010 {
1011         return zone_to_nid(zoneref->zone);
1012 }
1013
1014 struct zoneref *__next_zones_zonelist(struct zoneref *z,
1015                                         enum zone_type highest_zoneidx,
1016                                         nodemask_t *nodes);
1017
1018 /**
1019  * 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
1020  * @z - The cursor used as a starting point for the search
1021  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
1022  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
1023  *
1024  * This function returns the next zone at or below a given zone index that is
1025  * within the allowed nodemask using a cursor as the starting point for the
1026  * search. The zoneref returned is a cursor that represents the current zone
1027  * being examined. It should be advanced by one before calling
1028  * next_zones_zonelist again.
1029  */
1030 static __always_inline struct zoneref *next_zones_zonelist(struct zoneref *z,
1031                                         enum zone_type highest_zoneidx,
1032                                         nodemask_t *nodes)
1033 {
1034         if (likely(!nodes && zonelist_zone_idx(z) <= highest_zoneidx))
1035                 return z;
1036         return __next_zones_zonelist(z, highest_zoneidx, nodes);
1037 }
1038
1039 /**
1040  * first_zones_zonelist - Returns the first zone at or below highest_zoneidx within the allowed nodemask in a zonelist
1041  * @zonelist - The zonelist to search for a suitable zone
1042  * @highest_zoneidx - The zone index of the highest zone to return
1043  * @nodes - An optional nodemask to filter the zonelist with
1044  * @return - Zoneref pointer for the first suitable zone found (see below)
1045  *
1046  * This function returns the first zone at or below a given zone index that is
1047  * within the allowed nodemask. The zoneref returned is a cursor that can be
1048  * used to iterate the zonelist with next_zones_zonelist by advancing it by
1049  * one before calling.
1050  *
1051  * When no eligible zone is found, zoneref->zone is NULL (zoneref itself is
1052  * never NULL). This may happen either genuinely, or due to concurrent nodemask
1053  * update due to cpuset modification.
1054  */
1055 static inline struct zoneref *first_zones_zonelist(struct zonelist *zonelist,
1056                                         enum zone_type highest_zoneidx,
1057                                         nodemask_t *nodes)
1058 {
1059         return next_zones_zonelist(zonelist->_zonerefs,
1060                                                         highest_zoneidx, nodes);
1061 }
1062
1063 /**
1064  * 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
1065  * @zone - The current zone in the iterator
1066  * @z - The current pointer within zonelist->zones being iterated
1067  * @zlist - The zonelist being iterated
1068  * @highidx - The zone index of the highest zone to return
1069  * @nodemask - Nodemask allowed by the allocator
1070  *
1071  * This iterator iterates though all zones at or below a given zone index and
1072  * within a given nodemask
1073  */
1074 #define for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, nodemask) \
1075         for (z = first_zones_zonelist(zlist, highidx, nodemask), zone = zonelist_zone(z);       \
1076                 zone;                                                   \
1077                 z = next_zones_zonelist(++z, highidx, nodemask),        \
1078                         zone = zonelist_zone(z))
1079
1080 #define for_next_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, nodemask) \
1081         for (zone = z->zone;    \
1082                 zone;                                                   \
1083                 z = next_zones_zonelist(++z, highidx, nodemask),        \
1084                         zone = zonelist_zone(z))
1085
1086
1087 /**
1088  * for_each_zone_zonelist - helper macro to iterate over valid zones in a zonelist at or below a given zone index
1089  * @zone - The current zone in the iterator
1090  * @z - The current pointer within zonelist->zones being iterated
1091  * @zlist - The zonelist being iterated
1092  * @highidx - The zone index of the highest zone to return
1093  *
1094  * This iterator iterates though all zones at or below a given zone index.
1095  */
1096 #define for_each_zone_zonelist(zone, z, zlist, highidx) \
1097         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zlist, highidx, NULL)
1098
1099 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
1100 #include <asm/sparsemem.h>
1101 #endif
1102
1103 #if !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID) && \
1104         !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP)
1105 static inline unsigned long early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
1106 {
1107         BUILD_BUG_ON(IS_ENABLED(CONFIG_NUMA));
1108         return 0;
1109 }
1110 #endif
1111
1112 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1113 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
1114 #endif
1115
1116 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
1117
1118 /*
1119  * SECTION_SHIFT                #bits space required to store a section #
1120  *
1121  * PA_SECTION_SHIFT             physical address to/from section number
1122  * PFN_SECTION_SHIFT            pfn to/from section number
1123  */
1124 #define PA_SECTION_SHIFT        (SECTION_SIZE_BITS)
1125 #define PFN_SECTION_SHIFT       (SECTION_SIZE_BITS - PAGE_SHIFT)
1126
1127 #define NR_MEM_SECTIONS         (1UL << SECTIONS_SHIFT)
1128
1129 #define PAGES_PER_SECTION       (1UL << PFN_SECTION_SHIFT)
1130 #define PAGE_SECTION_MASK       (~(PAGES_PER_SECTION-1))
1131
1132 #define SECTION_BLOCKFLAGS_BITS \
1133         ((1UL << (PFN_SECTION_SHIFT - pageblock_order)) * NR_PAGEBLOCK_BITS)
1134
1135 #if (MAX_ORDER - 1 + PAGE_SHIFT) > SECTION_SIZE_BITS
1136 #error Allocator MAX_ORDER exceeds SECTION_SIZE
1137 #endif
1138
1139 static inline unsigned long pfn_to_section_nr(unsigned long pfn)
1140 {
1141         return pfn >> PFN_SECTION_SHIFT;
1142 }
1143 static inline unsigned long section_nr_to_pfn(unsigned long sec)
1144 {
1145         return sec << PFN_SECTION_SHIFT;
1146 }
1147
1148 #define SECTION_ALIGN_UP(pfn)   (((pfn) + PAGES_PER_SECTION - 1) & PAGE_SECTION_MASK)
1149 #define SECTION_ALIGN_DOWN(pfn) ((pfn) & PAGE_SECTION_MASK)
1150
1151 struct page;
1152 struct page_ext;
1153 struct mem_section {
1154         /*
1155          * This is, logically, a pointer to an array of struct
1156          * pages.  However, it is stored with some other magic.
1157          * (see sparse.c::sparse_init_one_section())
1158          *
1159          * Additionally during early boot we encode node id of
1160          * the location of the section here to guide allocation.
1161          * (see sparse.c::memory_present())
1162          *
1163          * Making it a UL at least makes someone do a cast
1164          * before using it wrong.
1165          */
1166         unsigned long section_mem_map;
1167
1168         /* See declaration of similar field in struct zone */
1169         unsigned long *pageblock_flags;
1170 #ifdef CONFIG_PAGE_EXTENSION
1171         /*
1172          * If SPARSEMEM, pgdat doesn't have page_ext pointer. We use
1173          * section. (see page_ext.h about this.)
1174          */
1175         struct page_ext *page_ext;
1176         unsigned long pad;
1177 #endif
1178         /*
1179          * WARNING: mem_section must be a power-of-2 in size for the
1180          * calculation and use of SECTION_ROOT_MASK to make sense.
1181          */
1182 };
1183
1184 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
1185 #define SECTIONS_PER_ROOT       (PAGE_SIZE / sizeof (struct mem_section))
1186 #else
1187 #define SECTIONS_PER_ROOT       1
1188 #endif
1189
1190 #define SECTION_NR_TO_ROOT(sec) ((sec) / SECTIONS_PER_ROOT)
1191 #define NR_SECTION_ROOTS        DIV_ROUND_UP(NR_MEM_SECTIONS, SECTIONS_PER_ROOT)
1192 #define SECTION_ROOT_MASK       (SECTIONS_PER_ROOT - 1)
1193
1194 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
1195 extern struct mem_section **mem_section;
1196 #else
1197 extern struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT];
1198 #endif
1199
1200 static inline struct mem_section *__nr_to_section(unsigned long nr)
1201 {
1202 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
1203         if (!mem_section)
1204                 return NULL;
1205 #endif
1206         if (!mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)])
1207                 return NULL;
1208         return &mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)][nr & SECTION_ROOT_MASK];
1209 }
1210 extern int __section_nr(struct mem_section* ms);
1211 extern unsigned long usemap_size(void);
1212
1213 /*
1214  * We use the lower bits of the mem_map pointer to store
1215  * a little bit of information.  The pointer is calculated
1216  * as mem_map - section_nr_to_pfn(pnum).  The result is
1217  * aligned to the minimum alignment of the two values:
1218  *   1. All mem_map arrays are page-aligned.
1219  *   2. section_nr_to_pfn() always clears PFN_SECTION_SHIFT
1220  *      lowest bits.  PFN_SECTION_SHIFT is arch-specific
1221  *      (equal SECTION_SIZE_BITS - PAGE_SHIFT), and the
1222  *      worst combination is powerpc with 256k pages,
1223  *      which results in PFN_SECTION_SHIFT equal 6.
1224  * To sum it up, at least 6 bits are available.
1225  */
1226 #define SECTION_MARKED_PRESENT  (1UL<<0)
1227 #define SECTION_HAS_MEM_MAP     (1UL<<1)
1228 #define SECTION_IS_ONLINE       (1UL<<2)
1229 #define SECTION_MAP_LAST_BIT    (1UL<<3)
1230 #define SECTION_MAP_MASK        (~(SECTION_MAP_LAST_BIT-1))
1231 #define SECTION_NID_SHIFT       3
1232
1233 static inline struct page *__section_mem_map_addr(struct mem_section *section)
1234 {
1235         unsigned long map = section->section_mem_map;
1236         map &= SECTION_MAP_MASK;
1237         return (struct page *)map;
1238 }
1239
1240 static inline int present_section(struct mem_section *section)
1241 {
1242         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_MARKED_PRESENT));
1243 }
1244
1245 static inline int present_section_nr(unsigned long nr)
1246 {
1247         return present_section(__nr_to_section(nr));
1248 }
1249
1250 static inline int valid_section(struct mem_section *section)
1251 {
1252         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_HAS_MEM_MAP));
1253 }
1254
1255 static inline int valid_section_nr(unsigned long nr)
1256 {
1257         return valid_section(__nr_to_section(nr));
1258 }
1259
1260 static inline int online_section(struct mem_section *section)
1261 {
1262         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_IS_ONLINE));
1263 }
1264
1265 static inline int online_section_nr(unsigned long nr)
1266 {
1267         return online_section(__nr_to_section(nr));
1268 }
1269
1270 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1271 void online_mem_sections(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn);
1272 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1273 void offline_mem_sections(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn);
1274 #endif
1275 #endif
1276
1277 static inline struct mem_section *__pfn_to_section(unsigned long pfn)
1278 {
1279         return __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
1280 }
1281
1282 extern int __highest_present_section_nr;
1283
1284 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID
1285 static inline int pfn_valid(unsigned long pfn)
1286 {
1287         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1288                 return 0;
1289         return valid_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1290 }
1291 #endif
1292
1293 static inline int pfn_present(unsigned long pfn)
1294 {
1295         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
1296                 return 0;
1297         return present_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
1298 }
1299
1300 /*
1301  * These are _only_ used during initialisation, therefore they
1302  * can use __initdata ...  They could have names to indicate
1303  * this restriction.
1304  */
1305 #ifdef CONFIG_NUMA
1306 #define pfn_to_nid(pfn)                                                 \
1307 ({                                                                      \
1308         unsigned long __pfn_to_nid_pfn = (pfn);                         \
1309         page_to_nid(pfn_to_page(__pfn_to_nid_pfn));                     \
1310 })
1311 #else
1312 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
1313 #endif
1314
1315 #define early_pfn_valid(pfn)    pfn_valid(pfn)
1316 void sparse_init(void);
1317 #else
1318 #define sparse_init()   do {} while (0)
1319 #define sparse_index_init(_sec, _nid)  do {} while (0)
1320 #define pfn_present pfn_valid
1321 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
1322
1323 /*
1324  * During memory init memblocks map pfns to nids. The search is expensive and
1325  * this caches recent lookups. The implementation of __early_pfn_to_nid
1326  * may treat start/end as pfns or sections.
1327  */
1328 struct mminit_pfnnid_cache {
1329         unsigned long last_start;
1330         unsigned long last_end;
1331         int last_nid;
1332 };
1333
1334 #ifndef early_pfn_valid
1335 #define early_pfn_valid(pfn)    (1)
1336 #endif
1337
1338 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
1339
1340 /*
1341  * If it is possible to have holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES, then we
1342  * need to check pfn validity within that MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1343  * pfn_valid_within() should be used in this case; we optimise this away
1344  * when we have no holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES block.
1345  */
1346 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
1347 #define pfn_valid_within(pfn) pfn_valid(pfn)
1348 #else
1349 #define pfn_valid_within(pfn) (1)
1350 #endif
1351
1352 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HOLES_MEMORYMODEL
1353 /*
1354  * pfn_valid() is meant to be able to tell if a given PFN has valid memmap
1355  * associated with it or not. This means that a struct page exists for this
1356  * pfn. The caller cannot assume the page is fully initialized in general.
1357  * Hotplugable pages might not have been onlined yet. pfn_to_online_page()
1358  * will ensure the struct page is fully online and initialized. Special pages
1359  * (e.g. ZONE_DEVICE) are never onlined and should be treated accordingly.
1360  *
1361  * In FLATMEM, it is expected that holes always have valid memmap as long as
1362  * there is valid PFNs either side of the hole. In SPARSEMEM, it is assumed
1363  * that a valid section has a memmap for the entire section.
1364  *
1365  * However, an ARM, and maybe other embedded architectures in the future
1366  * free memmap backing holes to save memory on the assumption the memmap is
1367  * never used. The page_zone linkages are then broken even though pfn_valid()
1368  * returns true. A walker of the full memmap must then do this additional
1369  * check to ensure the memmap they are looking at is sane by making sure
1370  * the zone and PFN linkages are still valid. This is expensive, but walkers
1371  * of the full memmap are extremely rare.
1372  */
1373 bool memmap_valid_within(unsigned long pfn,
1374                                         struct page *page, struct zone *zone);
1375 #else
1376 static inline bool memmap_valid_within(unsigned long pfn,
1377                                         struct page *page, struct zone *zone)
1378 {
1379         return true;
1380 }
1381 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HOLES_MEMORYMODEL */
1382
1383 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS.H */
1384 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1385 #endif /* _LINUX_MMZONE_H */