fedora core 6 1.2949 + vserver 2.2.0
[linux-2.6.git] / include / linux / mmzone.h
index 7c36a10..b262f47 100644 (file)
@@ -4,14 +4,17 @@
 #ifdef __KERNEL__
 #ifndef __ASSEMBLY__
 
-#include <linux/config.h>
 #include <linux/spinlock.h>
 #include <linux/list.h>
 #include <linux/wait.h>
 #include <linux/cache.h>
 #include <linux/threads.h>
 #include <linux/numa.h>
+#include <linux/init.h>
+#include <linux/seqlock.h>
+#include <linux/nodemask.h>
 #include <asm/atomic.h>
+#include <asm/page.h>
 
 /* Free memory management - zoned buddy allocator.  */
 #ifndef CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
 #else
 #define MAX_ORDER CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
 #endif
+#define MAX_ORDER_NR_PAGES (1 << (MAX_ORDER - 1))
 
 struct free_area {
        struct list_head        free_list;
-       unsigned long           *map;
+       unsigned long           nr_free;
 };
 
 struct pglist_data;
@@ -35,16 +39,38 @@ struct pglist_data;
  */
 #if defined(CONFIG_SMP)
 struct zone_padding {
-       int x;
-} ____cacheline_maxaligned_in_smp;
+       char x[0];
+} ____cacheline_internodealigned_in_smp;
 #define ZONE_PADDING(name)     struct zone_padding name;
 #else
 #define ZONE_PADDING(name)
 #endif
 
+enum zone_stat_item {
+       NR_ANON_PAGES,  /* Mapped anonymous pages */
+       NR_FILE_MAPPED, /* pagecache pages mapped into pagetables.
+                          only modified from process context */
+       NR_FILE_PAGES,
+       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 */
+       NUMA_FOREIGN,           /* was intended here, hit elsewhere */
+       NUMA_INTERLEAVE_HIT,    /* interleaver preferred this zone */
+       NUMA_LOCAL,             /* allocation from local node */
+       NUMA_OTHER,             /* allocation from other node */
+#endif
+       NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS };
+
 struct per_cpu_pages {
        int count;              /* number of pages in the list */
-       int low;                /* low watermark, refill needed */
        int high;               /* high watermark, emptying needed */
        int batch;              /* chunk size for buddy add/remove */
        struct list_head list;  /* the list of pages */
@@ -52,84 +78,120 @@ struct per_cpu_pages {
 
 struct per_cpu_pageset {
        struct per_cpu_pages pcp[2];    /* 0: hot.  1: cold */
-#ifdef CONFIG_NUMA
-       unsigned long numa_hit;         /* allocated in intended node */
-       unsigned long numa_miss;        /* allocated in non intended node */
-       unsigned long numa_foreign;     /* was intended here, hit elsewhere */
-       unsigned long interleave_hit;   /* interleaver prefered this zone */
-       unsigned long local_node;       /* allocation from local node */
-       unsigned long other_node;       /* allocation from other node */
+#ifdef CONFIG_SMP
+       s8 stat_threshold;
+       s8 vm_stat_diff[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
 #endif
 } ____cacheline_aligned_in_smp;
 
-#define ZONE_DMA               0
-#define ZONE_NORMAL            1
-#define ZONE_HIGHMEM           2
-
-#define MAX_NR_ZONES           3       /* Sync this with ZONES_SHIFT */
-#define ZONES_SHIFT            2       /* ceil(log2(MAX_NR_ZONES)) */
+#ifdef CONFIG_NUMA
+#define zone_pcp(__z, __cpu) ((__z)->pageset[(__cpu)])
+#else
+#define zone_pcp(__z, __cpu) (&(__z)->pageset[(__cpu)])
+#endif
 
+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".
- */
-#define GFP_ZONEMASK   0x03
-/*
- * 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 when the left most bit is not a "loner", otherwise
- * use the second.
+ * match the requested limits. See gfp_zone() in include/linux/gfp.h
  */
-/* #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 PC we have 3 zones:
- *
- * ZONE_DMA      < 16 MB       ISA DMA capable memory
- * 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 {
-       /*
-        * Commonly accessed fields:
-        */
-       spinlock_t              lock;
+       /* Fields commonly accessed by the page allocator */
        unsigned long           free_pages;
        unsigned long           pages_min, pages_low, pages_high;
        /*
-        * protection[] is a pre-calculated number of extra pages that must be
-        * available in a zone in order for __alloc_pages() to allocate memory
-        * from the zone. i.e., for a GFP_KERNEL alloc of "order" there must
-        * be "(1<<order) + protection[ZONE_NORMAL]" free pages in the zone
-        * for us to choose to allocate the page from that zone.
-        *
-        * It uses both min_free_kbytes and sysctl_lower_zone_protection.
-        * The protection values are recalculated if either of these values
-        * change.  The array elements are in zonelist order:
-        *      [0] == GFP_DMA, [1] == GFP_KERNEL, [2] == GFP_HIGHMEM.
+        * We don't know if the memory that we're going to allocate will be freeable
+        * or/and it will be released eventually, so to avoid totally wasting several
+        * GB of ram we must reserve some of the lower zone memory (otherwise we risk
+        * to run OOM on the lower zones despite there's tons of freeable ram
+        * on the higher zones). This array is recalculated at runtime if the
+        * sysctl_lowmem_reserve_ratio sysctl changes.
         */
-       unsigned long           protection[MAX_NR_ZONES];
+       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_pages;
+       unsigned long           min_slab_pages;
+       struct per_cpu_pageset  *pageset[NR_CPUS];
+#else
+       struct per_cpu_pageset  pageset[NR_CPUS];
+#endif
+       /*
+        * free areas of different sizes
+        */
+       spinlock_t              lock;
+#ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
+       /* see spanned/present_pages for more description */
+       seqlock_t               span_seqlock;
+#endif
+       struct free_area        free_area[MAX_ORDER];
+
 
        ZONE_PADDING(_pad1_)
 
+       /* Fields commonly accessed by the page reclaim scanner */
        spinlock_t              lru_lock;       
        struct list_head        active_list;
        struct list_head        inactive_list;
@@ -137,10 +199,14 @@ struct zone {
        unsigned long           nr_scan_inactive;
        unsigned long           nr_active;
        unsigned long           nr_inactive;
-       int                     all_unreclaimable; /* All pages pinned */
        unsigned long           pages_scanned;     /* since last reclaim */
+       int                     all_unreclaimable; /* All pages pinned */
 
-       ZONE_PADDING(_pad2_)
+       /* A count of how many reclaimers are scanning this zone */
+       atomic_t                reclaim_in_progress;
+
+       /* Zone statistics */
+       atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
 
        /*
         * prev_priority holds the scanning priority for this zone.  It is
@@ -152,23 +218,18 @@ struct zone {
         * under - it drives the swappiness decision: whether to unmap mapped
         * pages.
         *
-        * temp_priority is used to remember the scanning priority at which
-        * this zone was successfully refilled to free_pages == pages_high.
-        *
-        * Access to both these fields is quite racy even on uniprocessor.  But
+        * Access to both this field is quite racy even on uniprocessor.  But
         * it is expected to average out OK.
         */
-       int temp_priority;
        int prev_priority;
 
-       /*
-        * free areas of different sizes
-        */
-       struct free_area        free_area[MAX_ORDER];
+
+       ZONE_PADDING(_pad2_)
+       /* Rarely used or read-mostly fields */
 
        /*
         * wait_table           -- the array holding the hash table
-        * wait_table_size      -- the size of the hash table array
+        * wait_table_hash_nr_entries   -- the size of the hash table array
         * wait_table_bits      -- wait_table_size == (1 << wait_table_bits)
         *
         * The purpose of all these is to keep track of the people
@@ -191,29 +252,34 @@ struct zone {
         * free_area_init_core() performs the initialization of them.
         */
        wait_queue_head_t       * wait_table;
-       unsigned long           wait_table_size;
+       unsigned long           wait_table_hash_nr_entries;
        unsigned long           wait_table_bits;
 
-       ZONE_PADDING(_pad3_)
-
-       struct per_cpu_pageset  pageset[NR_CPUS];
-
        /*
         * Discontig memory support fields.
         */
        struct pglist_data      *zone_pgdat;
-       struct page             *zone_mem_map;
        /* zone_start_pfn == zone_start_paddr >> PAGE_SHIFT */
        unsigned long           zone_start_pfn;
 
        /*
-        * rarely used fields:
+        * zone_start_pfn, spanned_pages and present_pages are all
+        * protected by span_seqlock.  It is a seqlock because it has
+        * to be read outside of zone->lock, and it is done in the main
+        * allocator path.  But, it is written quite infrequently.
+        *
+        * The lock is declared along with zone->lock because it is
+        * frequently read in proximity to zone->lock.  It's good to
+        * give them a chance of being in the same cacheline.
         */
-       char                    *name;
        unsigned long           spanned_pages;  /* total size, including holes */
        unsigned long           present_pages;  /* amount of memory (excluding holes) */
-} ____cacheline_maxaligned_in_smp;
 
+       /*
+        * rarely used fields:
+        */
+       const char              *name;
+} ____cacheline_internodealigned_in_smp;
 
 /*
  * The "priority" of VM scanning is how much of the queues we will scan in one
@@ -222,21 +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
@@ -252,98 +405,93 @@ 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;
+#endif
        struct bootmem_data *bdata;
+#ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
+       /*
+        * Must be held any time you expect node_start_pfn, node_present_pages
+        * or node_spanned_pages stay constant.  Holding this will also
+        * guarantee that any pfn_valid() stays that way.
+        *
+        * Nests above zone->lock and zone->size_seqlock.
+        */
+       spinlock_t node_size_lock;
+#endif
        unsigned long node_start_pfn;
        unsigned long node_present_pages; /* total number of physical pages */
        unsigned long node_spanned_pages; /* total size of physical page
                                             range, including holes */
        int node_id;
-       struct pglist_data *pgdat_next;
-       wait_queue_head_t       kswapd_wait;
+       wait_queue_head_t kswapd_wait;
        struct task_struct *kswapd;
+       int kswapd_max_order;
 } pg_data_t;
 
 #define node_present_pages(nid)        (NODE_DATA(nid)->node_present_pages)
 #define node_spanned_pages(nid)        (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages)
+#ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
+#define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)   ((pgdat)->node_mem_map + (pagenr))
+#else
+#define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)   pfn_to_page((pgdat)->node_start_pfn + (pagenr))
+#endif
+#define nid_page_nr(nid, pagenr)       pgdat_page_nr(NODE_DATA(nid),(pagenr))
 
-extern int numnodes;
-extern struct pglist_data *pgdat_list;
+#include <linux/memory_hotplug.h>
 
 void __get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
                        unsigned long *free, struct pglist_data *pgdat);
 void get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
                        unsigned long *free);
 void build_all_zonelists(void);
-void wakeup_kswapd(struct zone *zone);
+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,
+                                    enum memmap_context context);
+
+#ifdef CONFIG_HAVE_MEMORY_PRESENT
+void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
+#else
+static inline void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end) {}
+#endif
+
+#ifdef CONFIG_NEED_NODE_MEMMAP_SIZE
+unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
+#endif
 
 /*
  * zone_idx() returns 0 for the ZONE_DMA zone, 1 for the ZONE_NORMAL zone, etc.
  */
 #define zone_idx(zone)         ((zone) - (zone)->zone_pgdat->node_zones)
 
-/**
- * for_each_pgdat - helper macro to iterate over all nodes
- * @pgdat - pointer to a pg_data_t variable
- *
- * Meant to help with common loops of the form
- * pgdat = pgdat_list;
- * while(pgdat) {
- *     ...
- *     pgdat = pgdat->pgdat_next;
- * }
- */
-#define for_each_pgdat(pgdat) \
-       for (pgdat = pgdat_list; pgdat; pgdat = pgdat->pgdat_next)
-
-/*
- * next_zone - helper magic for for_each_zone()
- * Thanks to William Lee Irwin III for this piece of ingenuity.
- */
-static inline struct zone *next_zone(struct zone *zone)
+static inline int populated_zone(struct zone *zone)
 {
-       pg_data_t *pgdat = zone->zone_pgdat;
-
-       if (zone - pgdat->node_zones < MAX_NR_ZONES - 1)
-               zone++;
-       else if (pgdat->pgdat_next) {
-               pgdat = pgdat->pgdat_next;
-               zone = pgdat->node_zones;
-       } else
-               zone = NULL;
-
-       return zone;
+       return (!!zone->present_pages);
 }
 
-/**
- * for_each_zone - helper macro to iterate over all memory zones
- * @zone - pointer to struct zone variable
- *
- * The user only needs to declare the zone variable, for_each_zone
- * fills it in. This basically means for_each_zone() is an
- * easier to read version of this piece of code:
- *
- * for (pgdat = pgdat_list; pgdat; pgdat = pgdat->node_next)
- *     for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; ++i) {
- *             struct zone * z = pgdat->node_zones + i;
- *             ...
- *     }
- * }
- */
-#define for_each_zone(zone) \
-       for (zone = pgdat_list->node_zones; zone; zone = next_zone(zone))
-
-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);
 }
+
 /**
  * is_highmem - helper function to quickly check if a struct zone is a 
  *              highmem zone or not.  This is an attempt to keep references
@@ -352,12 +500,30 @@ static inline int is_normal_idx(int idx)
  */
 static inline int is_highmem(struct zone *zone)
 {
-       return (is_highmem_idx(zone - zone->zone_pgdat->node_zones));
+#ifdef CONFIG_HIGHMEM
+       return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_HIGHMEM;
+#else
+       return 0;
+#endif
 }
 
 static inline int is_normal(struct zone *zone)
 {
-       return (is_normal_idx(zone - zone->zone_pgdat->node_zones));
+       return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
+}
+
+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)
+{
+       return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA;
 }
 
 /* These two functions are used to setup the per zone pages min values */
@@ -365,80 +531,237 @@ struct ctl_table;
 struct file;
 int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *, 
                                        void __user *, size_t *, loff_t *);
-int lower_zone_protection_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
+extern int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1];
+int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
                                        void __user *, size_t *, loff_t *);
+int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
+                                       void __user *, size_t *, loff_t *);
+int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
+                       struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
+int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
+                       struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
 
 #include <linux/topology.h>
 /* Returns the number of the current Node. */
-#define numa_node_id()         (cpu_to_node(smp_processor_id()))
+#ifndef numa_node_id
+#define numa_node_id()         (cpu_to_node(raw_smp_processor_id()))
+#endif
 
-#ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
+#ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
 
 extern struct pglist_data contig_page_data;
 #define NODE_DATA(nid)         (&contig_page_data)
 #define NODE_MEM_MAP(nid)      mem_map
 #define MAX_NODES_SHIFT                1
-#define pfn_to_nid(pfn)                (0)
 
-#else /* CONFIG_DISCONTIGMEM */
+#else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
 
 #include <asm/mmzone.h>
 
-#if BITS_PER_LONG == 32 || defined(ARCH_HAS_ATOMIC_UNSIGNED)
+#endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
+
+extern struct pglist_data *first_online_pgdat(void);
+extern struct pglist_data *next_online_pgdat(struct pglist_data *pgdat);
+extern struct zone *next_zone(struct zone *zone);
+
+/**
+ * for_each_pgdat - helper macro to iterate over all nodes
+ * @pgdat - pointer to a pg_data_t variable
+ */
+#define for_each_online_pgdat(pgdat)                   \
+       for (pgdat = first_online_pgdat();              \
+            pgdat;                                     \
+            pgdat = next_online_pgdat(pgdat))
+/**
+ * for_each_zone - helper macro to iterate over all memory zones
+ * @zone - pointer to struct zone variable
+ *
+ * The user only needs to declare the zone variable, for_each_zone
+ * fills it in.
+ */
+#define for_each_zone(zone)                            \
+       for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
+            zone;                                      \
+            zone = next_zone(zone))
+
+#ifdef CONFIG_SPARSEMEM
+#include <asm/sparsemem.h>
+#endif
+
+#if BITS_PER_LONG == 32
 /*
- * with 32 bit page->flags field, we reserve 8 bits for node/zone info.
- * there are 3 zones (2 bits) and this leaves 8-2=6 bits for nodes.
+ * with 32 bit page->flags field, we reserve 9 bits for node/zone info.
+ * there are 4 zones (3 bits) and this leaves 9-3=6 bits for nodes.
  */
-#define MAX_NODES_SHIFT                6
+#define FLAGS_RESERVED         9
+
 #elif BITS_PER_LONG == 64
 /*
  * with 64 bit flags field, there's plenty of room.
  */
-#define MAX_NODES_SHIFT                10
+#define FLAGS_RESERVED         32
+
+#else
+
+#error BITS_PER_LONG not defined
+
 #endif
 
-#endif /* !CONFIG_DISCONTIGMEM */
+#if !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID) && \
+       !defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
+#define early_pfn_to_nid(nid)  (0UL)
+#endif
 
-#if NODES_SHIFT > MAX_NODES_SHIFT
-#error NODES_SHIFT > MAX_NODES_SHIFT
+#ifdef CONFIG_FLATMEM
+#define pfn_to_nid(pfn)                (0)
 #endif
 
-/* There are currently 3 zones: DMA, Normal & Highmem, thus we need 2 bits */
-#define MAX_ZONES_SHIFT                2
+#define pfn_to_section_nr(pfn) ((pfn) >> PFN_SECTION_SHIFT)
+#define section_nr_to_pfn(sec) ((sec) << PFN_SECTION_SHIFT)
+
+#ifdef CONFIG_SPARSEMEM
+
+/*
+ * SECTION_SHIFT               #bits space required to store a section #
+ *
+ * PA_SECTION_SHIFT            physical address to/from section number
+ * PFN_SECTION_SHIFT           pfn to/from section number
+ */
+#define SECTIONS_SHIFT         (MAX_PHYSMEM_BITS - SECTION_SIZE_BITS)
+
+#define PA_SECTION_SHIFT       (SECTION_SIZE_BITS)
+#define PFN_SECTION_SHIFT      (SECTION_SIZE_BITS - PAGE_SHIFT)
 
-#if ZONES_SHIFT > MAX_ZONES_SHIFT
-#error ZONES_SHIFT > MAX_ZONES_SHIFT
+#define NR_MEM_SECTIONS                (1UL << SECTIONS_SHIFT)
+
+#define PAGES_PER_SECTION       (1UL << PFN_SECTION_SHIFT)
+#define PAGE_SECTION_MASK      (~(PAGES_PER_SECTION-1))
+
+#if (MAX_ORDER - 1 + PAGE_SHIFT) > SECTION_SIZE_BITS
+#error Allocator MAX_ORDER exceeds SECTION_SIZE
 #endif
 
-extern DECLARE_BITMAP(node_online_map, MAX_NUMNODES);
+struct page;
+struct mem_section {
+       /*
+        * This is, logically, a pointer to an array of struct
+        * pages.  However, it is stored with some other magic.
+        * (see sparse.c::sparse_init_one_section())
+        *
+        * Additionally during early boot we encode node id of
+        * the location of the section here to guide allocation.
+        * (see sparse.c::memory_present())
+        *
+        * Making it a UL at least makes someone do a cast
+        * before using it wrong.
+        */
+       unsigned long section_mem_map;
+};
 
-#if defined(CONFIG_DISCONTIGMEM) || defined(CONFIG_NUMA)
+#ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
+#define SECTIONS_PER_ROOT       (PAGE_SIZE / sizeof (struct mem_section))
+#else
+#define SECTIONS_PER_ROOT      1
+#endif
 
-#define node_online(node)      test_bit(node, node_online_map)
-#define node_set_online(node)  set_bit(node, node_online_map)
-#define node_set_offline(node) clear_bit(node, node_online_map)
-static inline unsigned int num_online_nodes(void)
+#define SECTION_NR_TO_ROOT(sec)        ((sec) / SECTIONS_PER_ROOT)
+#define NR_SECTION_ROOTS       (NR_MEM_SECTIONS / SECTIONS_PER_ROOT)
+#define SECTION_ROOT_MASK      (SECTIONS_PER_ROOT - 1)
+
+#ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
+extern struct mem_section *mem_section[NR_SECTION_ROOTS];
+#else
+extern struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT];
+#endif
+
+static inline struct mem_section *__nr_to_section(unsigned long nr)
 {
-       int i, num = 0;
+       if (!mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)])
+               return NULL;
+       return &mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)][nr & SECTION_ROOT_MASK];
+}
+extern int __section_nr(struct mem_section* ms);
 
-       for(i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++){
-               if (node_online(i))
-                       num++;
-       }
-       return num;
+/*
+ * We use the lower bits of the mem_map pointer to store
+ * a little bit of information.  There should be at least
+ * 3 bits here due to 32-bit alignment.
+ */
+#define        SECTION_MARKED_PRESENT  (1UL<<0)
+#define SECTION_HAS_MEM_MAP    (1UL<<1)
+#define SECTION_MAP_LAST_BIT   (1UL<<2)
+#define SECTION_MAP_MASK       (~(SECTION_MAP_LAST_BIT-1))
+#define SECTION_NID_SHIFT      2
+
+static inline struct page *__section_mem_map_addr(struct mem_section *section)
+{
+       unsigned long map = section->section_mem_map;
+       map &= SECTION_MAP_MASK;
+       return (struct page *)map;
 }
 
-#else /* !CONFIG_DISCONTIGMEM && !CONFIG_NUMA */
+static inline int valid_section(struct mem_section *section)
+{
+       return (section && (section->section_mem_map & SECTION_MARKED_PRESENT));
+}
+
+static inline int section_has_mem_map(struct mem_section *section)
+{
+       return (section && (section->section_mem_map & SECTION_HAS_MEM_MAP));
+}
+
+static inline int valid_section_nr(unsigned long nr)
+{
+       return valid_section(__nr_to_section(nr));
+}
+
+static inline struct mem_section *__pfn_to_section(unsigned long pfn)
+{
+       return __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
+}
+
+static inline int pfn_valid(unsigned long pfn)
+{
+       if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
+               return 0;
+       return valid_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
+}
+
+/*
+ * These are _only_ used during initialisation, therefore they
+ * can use __initdata ...  They could have names to indicate
+ * this restriction.
+ */
+#ifdef CONFIG_NUMA
+#define pfn_to_nid(pfn)                                                        \
+({                                                                     \
+       unsigned long __pfn_to_nid_pfn = (pfn);                         \
+       page_to_nid(pfn_to_page(__pfn_to_nid_pfn));                     \
+})
+#else
+#define pfn_to_nid(pfn)                (0)
+#endif
+
+#define early_pfn_valid(pfn)   pfn_valid(pfn)
+void sparse_init(void);
+#else
+#define sparse_init()  do {} while (0)
+#define sparse_index_init(_sec, _nid)  do {} while (0)
+#endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
+
+#ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
+#define early_pfn_in_nid(pfn, nid)     (early_pfn_to_nid(pfn) == (nid))
+#else
+#define early_pfn_in_nid(pfn, nid)     (1)
+#endif
+
+#ifndef early_pfn_valid
+#define early_pfn_valid(pfn)   (1)
+#endif
 
-#define node_online(node) \
-       ({ BUG_ON((node) != 0); test_bit(node, node_online_map); })
-#define node_set_online(node) \
-       ({ BUG_ON((node) != 0); set_bit(node, node_online_map); })
-#define node_set_offline(node) \
-       ({ BUG_ON((node) != 0); clear_bit(node, node_online_map); })
-#define num_online_nodes()     1
+void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
+unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
 
-#endif /* CONFIG_DISCONTIGMEM || CONFIG_NUMA */
 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
 #endif /* __KERNEL__ */
 #endif /* _LINUX_MMZONE_H */