fedora core 6 1.2949 + vserver 2.2.0
[linux-2.6.git] / include / linux / mmzone.h
index 5dfe111..b262f47 100644 (file)
@@ -51,12 +51,14 @@ enum zone_stat_item {
        NR_FILE_MAPPED, /* pagecache pages mapped into pagetables.
                           only modified from process context */
        NR_FILE_PAGES,
-       NR_SLAB,        /* Pages used by slab allocator */
+       NR_SLAB_RECLAIMABLE,
+       NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
        NR_PAGETABLE,   /* used for pagetables */
        NR_FILE_DIRTY,
        NR_WRITEBACK,
        NR_UNSTABLE_NFS,        /* NFS unstable pages */
        NR_BOUNCE,
+       NR_VMSCAN_WRITE,
 #ifdef CONFIG_NUMA
        NUMA_HIT,               /* allocated in intended node */
        NUMA_MISS,              /* allocated in non intended node */
@@ -88,53 +90,68 @@ struct per_cpu_pageset {
 #define zone_pcp(__z, __cpu) (&(__z)->pageset[(__cpu)])
 #endif
 
-#define ZONE_DMA               0
-#define ZONE_DMA32             1
-#define ZONE_NORMAL            2
-#define ZONE_HIGHMEM           3
-
-#define MAX_NR_ZONES           4       /* Sync this with ZONES_SHIFT */
-#define ZONES_SHIFT            2       /* ceil(log2(MAX_NR_ZONES)) */
-
+enum zone_type {
+       /*
+        * ZONE_DMA is used when there are devices that are not able
+        * to do DMA to all of addressable memory (ZONE_NORMAL). Then we
+        * carve out the portion of memory that is needed for these devices.
+        * The range is arch specific.
+        *
+        * Some examples
+        *
+        * Architecture         Limit
+        * ---------------------------
+        * parisc, ia64, sparc  <4G
+        * s390                 <2G
+        * arm26                <48M
+        * arm                  Various
+        * alpha                Unlimited or 0-16MB.
+        *
+        * i386, x86_64 and multiple other arches
+        *                      <16M.
+        */
+       ZONE_DMA,
+#ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
+       /*
+        * x86_64 needs two ZONE_DMAs because it supports devices that are
+        * only able to do DMA to the lower 16M but also 32 bit devices that
+        * can only do DMA areas below 4G.
+        */
+       ZONE_DMA32,
+#endif
+       /*
+        * Normal addressable memory is in ZONE_NORMAL. DMA operations can be
+        * performed on pages in ZONE_NORMAL if the DMA devices support
+        * transfers to all addressable memory.
+        */
+       ZONE_NORMAL,
+#ifdef CONFIG_HIGHMEM
+       /*
+        * A memory area that is only addressable by the kernel through
+        * mapping portions into its own address space. This is for example
+        * used by i386 to allow the kernel to address the memory beyond
+        * 900MB. The kernel will set up special mappings (page
+        * table entries on i386) for each page that the kernel needs to
+        * access.
+        */
+       ZONE_HIGHMEM,
+#endif
+       MAX_NR_ZONES
+};
 
 /*
  * When a memory allocation must conform to specific limitations (such
  * as being suitable for DMA) the caller will pass in hints to the
  * allocator in the gfp_mask, in the zone modifier bits.  These bits
  * are used to select a priority ordered list of memory zones which
- * match the requested limits.  GFP_ZONEMASK defines which bits within
- * the gfp_mask should be considered as zone modifiers.  Each valid
- * combination of the zone modifier bits has a corresponding list
- * of zones (in node_zonelists).  Thus for two zone modifiers there
- * will be a maximum of 4 (2 ** 2) zonelists, for 3 modifiers there will
- * be 8 (2 ** 3) zonelists.  GFP_ZONETYPES defines the number of possible
- * combinations of zone modifiers in "zone modifier space".
- *
- * As an optimisation any zone modifier bits which are only valid when
- * no other zone modifier bits are set (loners) should be placed in
- * the highest order bits of this field.  This allows us to reduce the
- * extent of the zonelists thus saving space.  For example in the case
- * of three zone modifier bits, we could require up to eight zonelists.
- * If the left most zone modifier is a "loner" then the highest valid
- * zonelist would be four allowing us to allocate only five zonelists.
- * Use the first form for GFP_ZONETYPES when the left most bit is not
- * a "loner", otherwise use the second.
- *
- * NOTE! Make sure this matches the zones in <linux/gfp.h>
+ * match the requested limits. See gfp_zone() in include/linux/gfp.h
  */
-#define GFP_ZONEMASK   0x07
-/* #define GFP_ZONETYPES       (GFP_ZONEMASK + 1) */           /* Non-loner */
-#define GFP_ZONETYPES  ((GFP_ZONEMASK + 1) / 2 + 1)            /* Loner */
 
-/*
- * On machines where it is needed (eg PCs) we divide physical memory
- * into multiple physical zones. On a 32bit PC we have 4 zones:
- *
- * ZONE_DMA      < 16 MB       ISA DMA capable memory
- * ZONE_DMA32       0 MB       Empty
- * ZONE_NORMAL 16-896 MB       direct mapped by the kernel
- * ZONE_HIGHMEM         > 896 MB       only page cache and user processes
- */
+#if !defined(CONFIG_ZONE_DMA32) && !defined(CONFIG_HIGHMEM)
+#define ZONES_SHIFT 1
+#else
+#define ZONES_SHIFT 2
+#endif
 
 struct zone {
        /* Fields commonly accessed by the page allocator */
@@ -151,10 +168,11 @@ struct zone {
        unsigned long           lowmem_reserve[MAX_NR_ZONES];
 
 #ifdef CONFIG_NUMA
+       int node;
        /*
         * zone reclaim becomes active if more unmapped pages exist.
         */
-       unsigned long           min_unmapped_ratio;
+       unsigned long           min_unmapped_pages;
        unsigned long           min_slab_pages;
        struct per_cpu_pageset  *pageset[NR_CPUS];
 #else
@@ -260,10 +278,9 @@ struct zone {
        /*
         * rarely used fields:
         */
-       char                    *name;
+       const char              *name;
 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
 
-
 /*
  * The "priority" of VM scanning is how much of the queues we will scan in one
  * go. A value of 12 for DEF_PRIORITY implies that we will scan 1/4096th of the
@@ -271,21 +288,108 @@ struct zone {
  */
 #define DEF_PRIORITY 12
 
+/* Maximum number of zones on a zonelist */
+#define MAX_ZONES_PER_ZONELIST (MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES)
+
+#ifdef CONFIG_NUMA
+/*
+ * We cache key information from each zonelist for smaller cache
+ * footprint when scanning for free pages in get_page_from_freelist().
+ *
+ * 1) The BITMAP fullzones tracks which zones in a zonelist have come
+ *    up short of free memory since the last time (last_fullzone_zap)
+ *    we zero'd fullzones.
+ * 2) The array z_to_n[] maps each zone in the zonelist to its node
+ *    id, so that we can efficiently evaluate whether that node is
+ *    set in the current tasks mems_allowed.
+ *
+ * Both fullzones and z_to_n[] are one-to-one with the zonelist,
+ * indexed by a zones offset in the zonelist zones[] array.
+ *
+ * The get_page_from_freelist() routine does two scans.  During the
+ * first scan, we skip zones whose corresponding bit in 'fullzones'
+ * is set or whose corresponding node in current->mems_allowed (which
+ * comes from cpusets) is not set.  During the second scan, we bypass
+ * this zonelist_cache, to ensure we look methodically at each zone.
+ *
+ * Once per second, we zero out (zap) fullzones, forcing us to
+ * reconsider nodes that might have regained more free memory.
+ * The field last_full_zap is the time we last zapped fullzones.
+ *
+ * This mechanism reduces the amount of time we waste repeatedly
+ * reexaming zones for free memory when they just came up low on
+ * memory momentarilly ago.
+ *
+ * The zonelist_cache struct members logically belong in struct
+ * zonelist.  However, the mempolicy zonelists constructed for
+ * MPOL_BIND are intentionally variable length (and usually much
+ * shorter).  A general purpose mechanism for handling structs with
+ * multiple variable length members is more mechanism than we want
+ * here.  We resort to some special case hackery instead.
+ *
+ * The MPOL_BIND zonelists don't need this zonelist_cache (in good
+ * part because they are shorter), so we put the fixed length stuff
+ * at the front of the zonelist struct, ending in a variable length
+ * zones[], as is needed by MPOL_BIND.
+ *
+ * Then we put the optional zonelist cache on the end of the zonelist
+ * struct.  This optional stuff is found by a 'zlcache_ptr' pointer in
+ * the fixed length portion at the front of the struct.  This pointer
+ * both enables us to find the zonelist cache, and in the case of
+ * MPOL_BIND zonelists, (which will just set the zlcache_ptr to NULL)
+ * to know that the zonelist cache is not there.
+ *
+ * The end result is that struct zonelists come in two flavors:
+ *  1) The full, fixed length version, shown below, and
+ *  2) The custom zonelists for MPOL_BIND.
+ * The custom MPOL_BIND zonelists have a NULL zlcache_ptr and no zlcache.
+ *
+ * Even though there may be multiple CPU cores on a node modifying
+ * fullzones or last_full_zap in the same zonelist_cache at the same
+ * time, we don't lock it.  This is just hint data - if it is wrong now
+ * and then, the allocator will still function, perhaps a bit slower.
+ */
+
+
+struct zonelist_cache {
+       unsigned short z_to_n[MAX_ZONES_PER_ZONELIST];          /* zone->nid */
+       DECLARE_BITMAP(fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);      /* zone full? */
+       unsigned long last_full_zap;            /* when last zap'd (jiffies) */
+};
+#else
+struct zonelist_cache;
+#endif
+
 /*
  * One allocation request operates on a zonelist. A zonelist
  * is a list of zones, the first one is the 'goal' of the
  * allocation, the other zones are fallback zones, in decreasing
  * priority.
  *
- * Right now a zonelist takes up less than a cacheline. We never
- * modify it apart from boot-up, and only a few indices are used,
- * so despite the zonelist table being relatively big, the cache
- * footprint of this construct is very small.
+ * If zlcache_ptr is not NULL, then it is just the address of zlcache,
+ * as explained above.  If zlcache_ptr is NULL, there is no zlcache.
  */
+
 struct zonelist {
-       struct zone *zones[MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES + 1]; // NULL delimited
+       struct zonelist_cache *zlcache_ptr;                  // NULL or &zlcache
+       struct zone *zones[MAX_ZONES_PER_ZONELIST + 1];      // NULL delimited
+#ifdef CONFIG_NUMA
+       struct zonelist_cache zlcache;                       // optional ...
+#endif
 };
 
+#ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
+struct node_active_region {
+       unsigned long start_pfn;
+       unsigned long end_pfn;
+       int nid;
+};
+#endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
+
+#ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
+/* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
+extern struct page *mem_map;
+#endif
 
 /*
  * The pg_data_t structure is used in machines with CONFIG_DISCONTIGMEM
@@ -301,7 +405,7 @@ struct zonelist {
 struct bootmem_data;
 typedef struct pglist_data {
        struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
-       struct zonelist node_zonelists[GFP_ZONETYPES];
+       struct zonelist node_zonelists[MAX_NR_ZONES];
        int nr_zones;
 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
        struct page *node_mem_map;
@@ -346,9 +450,13 @@ void build_all_zonelists(void);
 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order);
 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
                int classzone_idx, int alloc_flags);
-
+enum memmap_context {
+       MEMMAP_EARLY,
+       MEMMAP_HOTPLUG,
+};
 extern int init_currently_empty_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
-                                    unsigned long size);
+                                    unsigned long size,
+                                    enum memmap_context context);
 
 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORY_PRESENT
 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
@@ -370,12 +478,16 @@ static inline int populated_zone(struct zone *zone)
        return (!!zone->present_pages);
 }
 
-static inline int is_highmem_idx(int idx)
+static inline int is_highmem_idx(enum zone_type idx)
 {
+#ifdef CONFIG_HIGHMEM
        return (idx == ZONE_HIGHMEM);
+#else
+       return 0;
+#endif
 }
 
-static inline int is_normal_idx(int idx)
+static inline int is_normal_idx(enum zone_type idx)
 {
        return (idx == ZONE_NORMAL);
 }
@@ -388,7 +500,11 @@ static inline int is_normal_idx(int idx)
  */
 static inline int is_highmem(struct zone *zone)
 {
+#ifdef CONFIG_HIGHMEM
        return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_HIGHMEM;
+#else
+       return 0;
+#endif
 }
 
 static inline int is_normal(struct zone *zone)
@@ -398,7 +514,11 @@ static inline int is_normal(struct zone *zone)
 
 static inline int is_dma32(struct zone *zone)
 {
+#ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
        return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA32;
+#else
+       return 0;
+#endif
 }
 
 static inline int is_dma(struct zone *zone)
@@ -487,7 +607,8 @@ extern struct zone *next_zone(struct zone *zone);
 
 #endif
 
-#ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
+#if !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID) && \
+       !defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
 #define early_pfn_to_nid(nid)  (0UL)
 #endif