]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/page_alloc.c
vfs: __read_cache_page should use gfp argument rather than GFP_KERNEL
[karo-tx-linux.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/kmemcheck.h>
27 #include <linux/module.h>
28 #include <linux/suspend.h>
29 #include <linux/pagevec.h>
30 #include <linux/blkdev.h>
31 #include <linux/slab.h>
32 #include <linux/oom.h>
33 #include <linux/notifier.h>
34 #include <linux/topology.h>
35 #include <linux/sysctl.h>
36 #include <linux/cpu.h>
37 #include <linux/cpuset.h>
38 #include <linux/memory_hotplug.h>
39 #include <linux/nodemask.h>
40 #include <linux/vmalloc.h>
41 #include <linux/mempolicy.h>
42 #include <linux/stop_machine.h>
43 #include <linux/sort.h>
44 #include <linux/pfn.h>
45 #include <linux/backing-dev.h>
46 #include <linux/fault-inject.h>
47 #include <linux/page-isolation.h>
48 #include <linux/page_cgroup.h>
49 #include <linux/debugobjects.h>
50 #include <linux/kmemleak.h>
51 #include <trace/events/kmem.h>
52
53 #include <asm/tlbflush.h>
54 #include <asm/div64.h>
55 #include "internal.h"
56
57 /*
58  * Array of node states.
59  */
60 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
61         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
62         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
63 #ifndef CONFIG_NUMA
64         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
65 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
66         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
67 #endif
68         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
69 #endif  /* NUMA */
70 };
71 EXPORT_SYMBOL(node_states);
72
73 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
74 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
75 int percpu_pagelist_fraction;
76 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
77
78 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
79 int pageblock_order __read_mostly;
80 #endif
81
82 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
83
84 /*
85  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
86  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
87  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
88  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
89  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
90  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
91  *
92  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
93  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
94  */
95 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
96 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
97          256,
98 #endif
99 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
100          256,
101 #endif
102 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
103          32,
104 #endif
105          32,
106 };
107
108 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
109
110 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
111 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
112          "DMA",
113 #endif
114 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
115          "DMA32",
116 #endif
117          "Normal",
118 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
119          "HighMem",
120 #endif
121          "Movable",
122 };
123
124 int min_free_kbytes = 1024;
125
126 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
127 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
128 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
129
130 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
131   /*
132    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
133    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
134    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
135    * so the number of times add_active_range() can be called is
136    * related to the number of nodes and the number of holes
137    */
138   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
139     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
140     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
141   #else
142     #if MAX_NUMNODES >= 32
143       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
144       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
145     #else
146       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
147       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
148     #endif
149   #endif
150
151   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
152   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
153   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
154   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
155   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
156   static unsigned long __initdata required_movablecore;
157   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
158
159   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
160   int movable_zone;
161   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
162 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
163
164 #if MAX_NUMNODES > 1
165 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
166 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
167 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
168 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
169 #endif
170
171 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
172
173 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
174 {
175
176         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
177                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
178
179         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
180                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
181 }
182
183 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
184
185 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
186 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
187 {
188         int ret = 0;
189         unsigned seq;
190         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
191
192         do {
193                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
194                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
195                         ret = 1;
196                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
197                         ret = 1;
198         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
199
200         return ret;
201 }
202
203 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
204 {
205         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
206                 return 0;
207         if (zone != page_zone(page))
208                 return 0;
209
210         return 1;
211 }
212 /*
213  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
214  */
215 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
216 {
217         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
218                 return 1;
219         if (!page_is_consistent(zone, page))
220                 return 1;
221
222         return 0;
223 }
224 #else
225 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
226 {
227         return 0;
228 }
229 #endif
230
231 static void bad_page(struct page *page)
232 {
233         static unsigned long resume;
234         static unsigned long nr_shown;
235         static unsigned long nr_unshown;
236
237         /* Don't complain about poisoned pages */
238         if (PageHWPoison(page)) {
239                 __ClearPageBuddy(page);
240                 return;
241         }
242
243         /*
244          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
245          * or allow a steady drip of one report per second.
246          */
247         if (nr_shown == 60) {
248                 if (time_before(jiffies, resume)) {
249                         nr_unshown++;
250                         goto out;
251                 }
252                 if (nr_unshown) {
253                         printk(KERN_ALERT
254                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
255                                 nr_unshown);
256                         nr_unshown = 0;
257                 }
258                 nr_shown = 0;
259         }
260         if (nr_shown++ == 0)
261                 resume = jiffies + 60 * HZ;
262
263         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
264                 current->comm, page_to_pfn(page));
265         printk(KERN_ALERT
266                 "page:%p flags:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%lx\n",
267                 page, (void *)page->flags, page_count(page),
268                 page_mapcount(page), page->mapping, page->index);
269
270         dump_stack();
271 out:
272         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
273         __ClearPageBuddy(page);
274         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
275 }
276
277 /*
278  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
279  *
280  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
281  *
282  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
283  *
284  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
285  * the head page (even the head page has this).
286  *
287  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
288  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
289  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
290  */
291
292 static void free_compound_page(struct page *page)
293 {
294         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
295 }
296
297 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
298 {
299         int i;
300         int nr_pages = 1 << order;
301
302         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
303         set_compound_order(page, order);
304         __SetPageHead(page);
305         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
306                 struct page *p = page + i;
307
308                 __SetPageTail(p);
309                 p->first_page = page;
310         }
311 }
312
313 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
314 {
315         int i;
316         int nr_pages = 1 << order;
317         int bad = 0;
318
319         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
320             unlikely(!PageHead(page))) {
321                 bad_page(page);
322                 bad++;
323         }
324
325         __ClearPageHead(page);
326
327         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
328                 struct page *p = page + i;
329
330                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
331                         bad_page(page);
332                         bad++;
333                 }
334                 __ClearPageTail(p);
335         }
336
337         return bad;
338 }
339
340 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
341 {
342         int i;
343
344         /*
345          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
346          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
347          */
348         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
349         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
350                 clear_highpage(page + i);
351 }
352
353 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
354 {
355         set_page_private(page, order);
356         __SetPageBuddy(page);
357 }
358
359 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
360 {
361         __ClearPageBuddy(page);
362         set_page_private(page, 0);
363 }
364
365 /*
366  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
367  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
368  *
369  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
370  * the following equation:
371  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
372  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
373  * 1 buddy is #10:
374  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
375  *
376  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
377  * satisfies the following equation:
378  *     P = B & ~(1 << O)
379  *
380  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
381  */
382 static inline struct page *
383 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
384 {
385         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
386
387         return page + (buddy_idx - page_idx);
388 }
389
390 static inline unsigned long
391 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
392 {
393         return (page_idx & ~(1 << order));
394 }
395
396 /*
397  * This function checks whether a page is free && is the buddy
398  * we can do coalesce a page and its buddy if
399  * (a) the buddy is not in a hole &&
400  * (b) the buddy is in the buddy system &&
401  * (c) a page and its buddy have the same order &&
402  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
403  *
404  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
405  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
406  *
407  * For recording page's order, we use page_private(page).
408  */
409 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
410                                                                 int order)
411 {
412         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
413                 return 0;
414
415         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
416                 return 0;
417
418         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
419                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
420                 return 1;
421         }
422         return 0;
423 }
424
425 /*
426  * Freeing function for a buddy system allocator.
427  *
428  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
429  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
430  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
431  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
432  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
433  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
434  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
435  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
436  * parts of the VM system.
437  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
438  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
439  * order is recorded in page_private(page) field.
440  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
441  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
442  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
443  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
444  * triggers coalescing into a block of larger size.            
445  *
446  * -- wli
447  */
448
449 static inline void __free_one_page(struct page *page,
450                 struct zone *zone, unsigned int order,
451                 int migratetype)
452 {
453         unsigned long page_idx;
454
455         if (unlikely(PageCompound(page)))
456                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
457                         return;
458
459         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
460
461         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
462
463         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
464         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
465
466         while (order < MAX_ORDER-1) {
467                 unsigned long combined_idx;
468                 struct page *buddy;
469
470                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
471                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
472                         break;
473
474                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
475                 list_del(&buddy->lru);
476                 zone->free_area[order].nr_free--;
477                 rmv_page_order(buddy);
478                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
479                 page = page + (combined_idx - page_idx);
480                 page_idx = combined_idx;
481                 order++;
482         }
483         set_page_order(page, order);
484         list_add(&page->lru,
485                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
486         zone->free_area[order].nr_free++;
487 }
488
489 #ifdef CONFIG_HAVE_MLOCKED_PAGE_BIT
490 /*
491  * free_page_mlock() -- clean up attempts to free and mlocked() page.
492  * Page should not be on lru, so no need to fix that up.
493  * free_pages_check() will verify...
494  */
495 static inline void free_page_mlock(struct page *page)
496 {
497         __dec_zone_page_state(page, NR_MLOCK);
498         __count_vm_event(UNEVICTABLE_MLOCKFREED);
499 }
500 #else
501 static void free_page_mlock(struct page *page) { }
502 #endif
503
504 static inline int free_pages_check(struct page *page)
505 {
506         if (unlikely(page_mapcount(page) |
507                 (page->mapping != NULL)  |
508                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
509                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE))) {
510                 bad_page(page);
511                 return 1;
512         }
513         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
514                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
515         return 0;
516 }
517
518 /*
519  * Frees a number of pages from the PCP lists
520  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
521  * count is the number of pages to free.
522  *
523  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
524  * see if this freeing clears that state.
525  *
526  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
527  * pinned" detection logic.
528  */
529 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
530                                         struct per_cpu_pages *pcp)
531 {
532         int migratetype = 0;
533         int batch_free = 0;
534         int to_free = count;
535
536         spin_lock(&zone->lock);
537         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
538         zone->pages_scanned = 0;
539
540         while (to_free) {
541                 struct page *page;
542                 struct list_head *list;
543
544                 /*
545                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
546                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
547                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
548                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
549                  * lists
550                  */
551                 do {
552                         batch_free++;
553                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
554                                 migratetype = 0;
555                         list = &pcp->lists[migratetype];
556                 } while (list_empty(list));
557
558                 do {
559                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
560                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
561                         list_del(&page->lru);
562                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
563                         __free_one_page(page, zone, 0, page_private(page));
564                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, page_private(page));
565                 } while (--to_free && --batch_free && !list_empty(list));
566         }
567         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, count);
568         spin_unlock(&zone->lock);
569 }
570
571 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
572                                 int migratetype)
573 {
574         spin_lock(&zone->lock);
575         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
576         zone->pages_scanned = 0;
577
578         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
579         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1 << order);
580         spin_unlock(&zone->lock);
581 }
582
583 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
584 {
585         unsigned long flags;
586         int i;
587         int bad = 0;
588         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
589
590         kmemcheck_free_shadow(page, order);
591
592         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
593                 bad += free_pages_check(page + i);
594         if (bad)
595                 return;
596
597         if (!PageHighMem(page)) {
598                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
599                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
600                                            PAGE_SIZE << order);
601         }
602         arch_free_page(page, order);
603         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
604
605         local_irq_save(flags);
606         if (unlikely(wasMlocked))
607                 free_page_mlock(page);
608         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
609         free_one_page(page_zone(page), page, order,
610                                         get_pageblock_migratetype(page));
611         local_irq_restore(flags);
612 }
613
614 /*
615  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
616  */
617 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
618 {
619         if (order == 0) {
620                 __ClearPageReserved(page);
621                 set_page_count(page, 0);
622                 set_page_refcounted(page);
623                 __free_page(page);
624         } else {
625                 int loop;
626
627                 prefetchw(page);
628                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
629                         struct page *p = &page[loop];
630
631                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
632                                 prefetchw(p + 1);
633                         __ClearPageReserved(p);
634                         set_page_count(p, 0);
635                 }
636
637                 set_page_refcounted(page);
638                 __free_pages(page, order);
639         }
640 }
641
642
643 /*
644  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
645  * Please do not alter this order without good reasons and regression
646  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
647  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
648  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
649  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
650  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
651  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
652  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
653  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
654  *
655  * -- wli
656  */
657 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
658         int low, int high, struct free_area *area,
659         int migratetype)
660 {
661         unsigned long size = 1 << high;
662
663         while (high > low) {
664                 area--;
665                 high--;
666                 size >>= 1;
667                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
668                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
669                 area->nr_free++;
670                 set_page_order(&page[size], high);
671         }
672 }
673
674 /*
675  * This page is about to be returned from the page allocator
676  */
677 static inline int check_new_page(struct page *page)
678 {
679         if (unlikely(page_mapcount(page) |
680                 (page->mapping != NULL)  |
681                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
682                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP))) {
683                 bad_page(page);
684                 return 1;
685         }
686         return 0;
687 }
688
689 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
690 {
691         int i;
692
693         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
694                 struct page *p = page + i;
695                 if (unlikely(check_new_page(p)))
696                         return 1;
697         }
698
699         set_page_private(page, 0);
700         set_page_refcounted(page);
701
702         arch_alloc_page(page, order);
703         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
704
705         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
706                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
707
708         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
709                 prep_compound_page(page, order);
710
711         return 0;
712 }
713
714 /*
715  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
716  * the smallest available page from the freelists
717  */
718 static inline
719 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
720                                                 int migratetype)
721 {
722         unsigned int current_order;
723         struct free_area * area;
724         struct page *page;
725
726         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
727         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
728                 area = &(zone->free_area[current_order]);
729                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
730                         continue;
731
732                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
733                                                         struct page, lru);
734                 list_del(&page->lru);
735                 rmv_page_order(page);
736                 area->nr_free--;
737                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
738                 return page;
739         }
740
741         return NULL;
742 }
743
744
745 /*
746  * This array describes the order lists are fallen back to when
747  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
748  */
749 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
750         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
751         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
752         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
753         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
754 };
755
756 /*
757  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
758  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
759  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
760  */
761 static int move_freepages(struct zone *zone,
762                           struct page *start_page, struct page *end_page,
763                           int migratetype)
764 {
765         struct page *page;
766         unsigned long order;
767         int pages_moved = 0;
768
769 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
770         /*
771          * page_zone is not safe to call in this context when
772          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
773          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
774          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
775          * grouping pages by mobility
776          */
777         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
778 #endif
779
780         for (page = start_page; page <= end_page;) {
781                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
782                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
783
784                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
785                         page++;
786                         continue;
787                 }
788
789                 if (!PageBuddy(page)) {
790                         page++;
791                         continue;
792                 }
793
794                 order = page_order(page);
795                 list_del(&page->lru);
796                 list_add(&page->lru,
797                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
798                 page += 1 << order;
799                 pages_moved += 1 << order;
800         }
801
802         return pages_moved;
803 }
804
805 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
806                                 int migratetype)
807 {
808         unsigned long start_pfn, end_pfn;
809         struct page *start_page, *end_page;
810
811         start_pfn = page_to_pfn(page);
812         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
813         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
814         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
815         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
816
817         /* Do not cross zone boundaries */
818         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
819                 start_page = page;
820         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
821                 return 0;
822
823         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
824 }
825
826 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
827                                         int start_order, int migratetype)
828 {
829         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
830
831         while (nr_pageblocks--) {
832                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
833                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
834         }
835 }
836
837 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
838 static inline struct page *
839 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
840 {
841         struct free_area * area;
842         int current_order;
843         struct page *page;
844         int migratetype, i;
845
846         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
847         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
848                                                 --current_order) {
849                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
850                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
851
852                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
853                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
854                                 continue;
855
856                         area = &(zone->free_area[current_order]);
857                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
858                                 continue;
859
860                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
861                                         struct page, lru);
862                         area->nr_free--;
863
864                         /*
865                          * If breaking a large block of pages, move all free
866                          * pages to the preferred allocation list. If falling
867                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
868                          * agressive about taking ownership of free pages
869                          */
870                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
871                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
872                                         page_group_by_mobility_disabled) {
873                                 unsigned long pages;
874                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
875                                                                 start_migratetype);
876
877                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
878                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
879                                                 page_group_by_mobility_disabled)
880                                         set_pageblock_migratetype(page,
881                                                                 start_migratetype);
882
883                                 migratetype = start_migratetype;
884                         }
885
886                         /* Remove the page from the freelists */
887                         list_del(&page->lru);
888                         rmv_page_order(page);
889
890                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
891                         if (current_order >= pageblock_order)
892                                 change_pageblock_range(page, current_order,
893                                                         start_migratetype);
894
895                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
896
897                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
898                                 start_migratetype, migratetype);
899
900                         return page;
901                 }
902         }
903
904         return NULL;
905 }
906
907 /*
908  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
909  * Call me with the zone->lock already held.
910  */
911 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
912                                                 int migratetype)
913 {
914         struct page *page;
915
916 retry_reserve:
917         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
918
919         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
920                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
921
922                 /*
923                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
924                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
925                  * and we want just one call site
926                  */
927                 if (!page) {
928                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
929                         goto retry_reserve;
930                 }
931         }
932
933         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
934         return page;
935 }
936
937 /* 
938  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
939  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
940  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
941  */
942 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
943                         unsigned long count, struct list_head *list,
944                         int migratetype, int cold)
945 {
946         int i;
947         
948         spin_lock(&zone->lock);
949         for (i = 0; i < count; ++i) {
950                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
951                 if (unlikely(page == NULL))
952                         break;
953
954                 /*
955                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
956                  * in physical page order. The page is added to the callers and
957                  * list and the list head then moves forward. From the callers
958                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
959                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
960                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
961                  * properly.
962                  */
963                 if (likely(cold == 0))
964                         list_add(&page->lru, list);
965                 else
966                         list_add_tail(&page->lru, list);
967                 set_page_private(page, migratetype);
968                 list = &page->lru;
969         }
970         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
971         spin_unlock(&zone->lock);
972         return i;
973 }
974
975 #ifdef CONFIG_NUMA
976 /*
977  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
978  * currently executing processor on remote nodes after they have
979  * expired.
980  *
981  * Note that this function must be called with the thread pinned to
982  * a single processor.
983  */
984 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
985 {
986         unsigned long flags;
987         int to_drain;
988
989         local_irq_save(flags);
990         if (pcp->count >= pcp->batch)
991                 to_drain = pcp->batch;
992         else
993                 to_drain = pcp->count;
994         free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
995         pcp->count -= to_drain;
996         local_irq_restore(flags);
997 }
998 #endif
999
1000 /*
1001  * Drain pages of the indicated processor.
1002  *
1003  * The processor must either be the current processor and the
1004  * thread pinned to the current processor or a processor that
1005  * is not online.
1006  */
1007 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1008 {
1009         unsigned long flags;
1010         struct zone *zone;
1011
1012         for_each_populated_zone(zone) {
1013                 struct per_cpu_pageset *pset;
1014                 struct per_cpu_pages *pcp;
1015
1016                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
1017
1018                 pcp = &pset->pcp;
1019                 local_irq_save(flags);
1020                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1021                 pcp->count = 0;
1022                 local_irq_restore(flags);
1023         }
1024 }
1025
1026 /*
1027  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1028  */
1029 void drain_local_pages(void *arg)
1030 {
1031         drain_pages(smp_processor_id());
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
1036  */
1037 void drain_all_pages(void)
1038 {
1039         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
1040 }
1041
1042 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1043
1044 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1045 {
1046         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1047         unsigned long flags;
1048         int order, t;
1049         struct list_head *curr;
1050
1051         if (!zone->spanned_pages)
1052                 return;
1053
1054         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1055
1056         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
1057         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1058                 if (pfn_valid(pfn)) {
1059                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1060
1061                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1062                                 swsusp_unset_page_free(page);
1063                 }
1064
1065         for_each_migratetype_order(order, t) {
1066                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1067                         unsigned long i;
1068
1069                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1070                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1071                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1072                 }
1073         }
1074         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1075 }
1076 #endif /* CONFIG_PM */
1077
1078 /*
1079  * Free a 0-order page
1080  */
1081 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1082 {
1083         struct zone *zone = page_zone(page);
1084         struct per_cpu_pages *pcp;
1085         unsigned long flags;
1086         int migratetype;
1087         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
1088
1089         kmemcheck_free_shadow(page, 0);
1090
1091         if (PageAnon(page))
1092                 page->mapping = NULL;
1093         if (free_pages_check(page))
1094                 return;
1095
1096         if (!PageHighMem(page)) {
1097                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1098                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1099         }
1100         arch_free_page(page, 0);
1101         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1102
1103         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
1104         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1105         set_page_private(page, migratetype);
1106         local_irq_save(flags);
1107         if (unlikely(wasMlocked))
1108                 free_page_mlock(page);
1109         __count_vm_event(PGFREE);
1110
1111         /*
1112          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1113          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1114          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1115          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1116          * excessively into the page allocator
1117          */
1118         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1119                 if (unlikely(migratetype == MIGRATE_ISOLATE)) {
1120                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1121                         goto out;
1122                 }
1123                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1124         }
1125
1126         if (cold)
1127                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1128         else
1129                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1130         pcp->count++;
1131         if (pcp->count >= pcp->high) {
1132                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->batch, pcp);
1133                 pcp->count -= pcp->batch;
1134         }
1135
1136 out:
1137         local_irq_restore(flags);
1138         put_cpu();
1139 }
1140
1141 void free_hot_page(struct page *page)
1142 {
1143         trace_mm_page_free_direct(page, 0);
1144         free_hot_cold_page(page, 0);
1145 }
1146         
1147 /*
1148  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1149  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1150  * Each sub-page must be freed individually.
1151  *
1152  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1153  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1154  */
1155 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1156 {
1157         int i;
1158
1159         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1160         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1161
1162 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1163         /*
1164          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1165          * otherwise free the whole shadow.
1166          */
1167         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1168                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1169 #endif
1170
1171         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1172                 set_page_refcounted(page + i);
1173 }
1174
1175 /*
1176  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1177  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1178  * or two.
1179  */
1180 static inline
1181 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1182                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1183                         int migratetype)
1184 {
1185         unsigned long flags;
1186         struct page *page;
1187         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1188         int cpu;
1189
1190 again:
1191         cpu  = get_cpu();
1192         if (likely(order == 0)) {
1193                 struct per_cpu_pages *pcp;
1194                 struct list_head *list;
1195
1196                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1197                 list = &pcp->lists[migratetype];
1198                 local_irq_save(flags);
1199                 if (list_empty(list)) {
1200                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1201                                         pcp->batch, list,
1202                                         migratetype, cold);
1203                         if (unlikely(list_empty(list)))
1204                                 goto failed;
1205                 }
1206
1207                 if (cold)
1208                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1209                 else
1210                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1211
1212                 list_del(&page->lru);
1213                 pcp->count--;
1214         } else {
1215                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1216                         /*
1217                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1218                          *
1219                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1220                          * properly detect and handle allocation failures.
1221                          *
1222                          * We most definitely don't want callers attempting to
1223                          * allocate greater than order-1 page units with
1224                          * __GFP_NOFAIL.
1225                          */
1226                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1227                 }
1228                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1229                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1230                 spin_unlock(&zone->lock);
1231                 if (!page)
1232                         goto failed;
1233                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << order));
1234         }
1235
1236         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1237         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1238         local_irq_restore(flags);
1239         put_cpu();
1240
1241         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1242         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1243                 goto again;
1244         return page;
1245
1246 failed:
1247         local_irq_restore(flags);
1248         put_cpu();
1249         return NULL;
1250 }
1251
1252 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1253 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1254 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1255 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1256 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1257
1258 /* Mask to get the watermark bits */
1259 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1260
1261 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1262 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1263 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1264
1265 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1266
1267 static struct fail_page_alloc_attr {
1268         struct fault_attr attr;
1269
1270         u32 ignore_gfp_highmem;
1271         u32 ignore_gfp_wait;
1272         u32 min_order;
1273
1274 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1275
1276         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1277         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1278         struct dentry *min_order_file;
1279
1280 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1281
1282 } fail_page_alloc = {
1283         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1284         .ignore_gfp_wait = 1,
1285         .ignore_gfp_highmem = 1,
1286         .min_order = 1,
1287 };
1288
1289 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1290 {
1291         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1292 }
1293 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1294
1295 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1296 {
1297         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1298                 return 0;
1299         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1300                 return 0;
1301         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1302                 return 0;
1303         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1304                 return 0;
1305
1306         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1307 }
1308
1309 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1310
1311 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1312 {
1313         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1314         struct dentry *dir;
1315         int err;
1316
1317         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1318                                        "fail_page_alloc");
1319         if (err)
1320                 return err;
1321         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1322
1323         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1324                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1325                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1326
1327         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1328                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1329                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1330         fail_page_alloc.min_order_file =
1331                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1332                                    &fail_page_alloc.min_order);
1333
1334         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1335             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1336             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1337                 err = -ENOMEM;
1338                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1339                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1340                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1341                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1342         }
1343
1344         return err;
1345 }
1346
1347 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1348
1349 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1350
1351 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1352
1353 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1354 {
1355         return 0;
1356 }
1357
1358 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1359
1360 /*
1361  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1362  * of the allocation.
1363  */
1364 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1365                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1366 {
1367         /* free_pages my go negative - that's OK */
1368         long min = mark;
1369         long free_pages = zone_nr_free_pages(z) - (1 << order) + 1;
1370         int o;
1371
1372         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1373                 min -= min / 2;
1374         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1375                 min -= min / 4;
1376
1377         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1378                 return 0;
1379         for (o = 0; o < order; o++) {
1380                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1381                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1382
1383                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1384                 min >>= 1;
1385
1386                 if (free_pages <= min)
1387                         return 0;
1388         }
1389         return 1;
1390 }
1391
1392 #ifdef CONFIG_NUMA
1393 /*
1394  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1395  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1396  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1397  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1398  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1399  *
1400  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1401  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1402  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1403  *
1404  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1405  * nothing and returns NULL.
1406  *
1407  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1408  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1409  *
1410  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1411  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1412  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1413  * quickly as we can.
1414  */
1415 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1416 {
1417         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1418         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1419
1420         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1421         if (!zlc)
1422                 return NULL;
1423
1424         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1425                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1426                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1427         }
1428
1429         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1430                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1431                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1432         return allowednodes;
1433 }
1434
1435 /*
1436  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1437  * if it is worth looking at further for free memory:
1438  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1439  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1440  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1441  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1442  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1443  * else return false (zero) if it is not.
1444  *
1445  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1446  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1447  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1448  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1449  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1450  * into the second scan of the zonelist.
1451  *
1452  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1453  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1454  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1455  * unturned looking for a free page.
1456  */
1457 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1458                                                 nodemask_t *allowednodes)
1459 {
1460         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1461         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1462         int n;                          /* node that zone *z is on */
1463
1464         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1465         if (!zlc)
1466                 return 1;
1467
1468         i = z - zonelist->_zonerefs;
1469         n = zlc->z_to_n[i];
1470
1471         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1472         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1473 }
1474
1475 /*
1476  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1477  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1478  * from that zone don't waste time re-examining it.
1479  */
1480 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1481 {
1482         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1483         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1484
1485         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1486         if (!zlc)
1487                 return;
1488
1489         i = z - zonelist->_zonerefs;
1490
1491         set_bit(i, zlc->fullzones);
1492 }
1493
1494 #else   /* CONFIG_NUMA */
1495
1496 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1497 {
1498         return NULL;
1499 }
1500
1501 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1502                                 nodemask_t *allowednodes)
1503 {
1504         return 1;
1505 }
1506
1507 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1508 {
1509 }
1510 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1511
1512 /*
1513  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1514  * a page.
1515  */
1516 static struct page *
1517 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1518                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1519                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1520 {
1521         struct zoneref *z;
1522         struct page *page = NULL;
1523         int classzone_idx;
1524         struct zone *zone;
1525         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1526         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1527         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1528
1529         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1530 zonelist_scan:
1531         /*
1532          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1533          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1534          */
1535         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1536                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1537                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1538                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1539                                 continue;
1540                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1541                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1542                                 goto try_next_zone;
1543
1544                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1545                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1546                         unsigned long mark;
1547                         int ret;
1548
1549                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1550                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1551                                     classzone_idx, alloc_flags))
1552                                 goto try_this_zone;
1553
1554                         if (zone_reclaim_mode == 0)
1555                                 goto this_zone_full;
1556
1557                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1558                         switch (ret) {
1559                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1560                                 /* did not scan */
1561                                 goto try_next_zone;
1562                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1563                                 /* scanned but unreclaimable */
1564                                 goto this_zone_full;
1565                         default:
1566                                 /* did we reclaim enough */
1567                                 if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1568                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1569                                         goto this_zone_full;
1570                         }
1571                 }
1572
1573 try_this_zone:
1574                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1575                                                 gfp_mask, migratetype);
1576                 if (page)
1577                         break;
1578 this_zone_full:
1579                 if (NUMA_BUILD)
1580                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1581 try_next_zone:
1582                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1583                         /*
1584                          * we do zlc_setup after the first zone is tried but only
1585                          * if there are multiple nodes make it worthwhile
1586                          */
1587                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1588                         zlc_active = 1;
1589                         did_zlc_setup = 1;
1590                 }
1591         }
1592
1593         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1594                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1595                 zlc_active = 0;
1596                 goto zonelist_scan;
1597         }
1598         return page;
1599 }
1600
1601 static inline int
1602 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1603                                 unsigned long pages_reclaimed)
1604 {
1605         /* Do not loop if specifically requested */
1606         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1607                 return 0;
1608
1609         /*
1610          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1611          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1612          * implementations.
1613          */
1614         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1615                 return 1;
1616
1617         /*
1618          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1619          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1620          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1621          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1622          * allocation still fails, we stop retrying.
1623          */
1624         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1625                 return 1;
1626
1627         /*
1628          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1629          * explicitly requests that.
1630          */
1631         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1632                 return 1;
1633
1634         return 0;
1635 }
1636
1637 static inline struct page *
1638 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1639         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1640         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1641         int migratetype)
1642 {
1643         struct page *page;
1644
1645         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1646         if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1647                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1648                 return NULL;
1649         }
1650
1651         /*
1652          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1653          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1654          * we're still under heavy pressure.
1655          */
1656         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1657                 order, zonelist, high_zoneidx,
1658                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1659                 preferred_zone, migratetype);
1660         if (page)
1661                 goto out;
1662
1663         /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1664         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
1665                 goto out;
1666
1667         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1668         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1669
1670 out:
1671         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1672         return page;
1673 }
1674
1675 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1676 static inline struct page *
1677 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1678         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1679         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1680         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
1681 {
1682         struct page *page = NULL;
1683         struct reclaim_state reclaim_state;
1684         struct task_struct *p = current;
1685         bool drained = false;
1686
1687         cond_resched();
1688
1689         /* We now go into synchronous reclaim */
1690         cpuset_memory_pressure_bump();
1691         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1692         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1693         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1694         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1695
1696         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1697
1698         p->reclaim_state = NULL;
1699         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1700         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1701
1702         cond_resched();
1703
1704         if (unlikely(!(*did_some_progress)))
1705                 return NULL;
1706
1707 retry:
1708         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1709                                         zonelist, high_zoneidx,
1710                                         alloc_flags, preferred_zone,
1711                                         migratetype);
1712
1713         /*
1714          * If an allocation failed after direct reclaim, it could be because
1715          * pages are pinned on the per-cpu lists. Drain them and try again
1716          */
1717         if (!page && !drained) {
1718                 drain_all_pages();
1719                 drained = true;
1720                 goto retry;
1721         }
1722
1723         return page;
1724 }
1725
1726 /*
1727  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
1728  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
1729  */
1730 static inline struct page *
1731 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1732         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1733         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1734         int migratetype)
1735 {
1736         struct page *page;
1737
1738         do {
1739                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1740                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
1741                         preferred_zone, migratetype);
1742
1743                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1744                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
1745         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
1746
1747         return page;
1748 }
1749
1750 static inline
1751 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
1752                                                 enum zone_type high_zoneidx)
1753 {
1754         struct zoneref *z;
1755         struct zone *zone;
1756
1757         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1758                 wakeup_kswapd(zone, order);
1759 }
1760
1761 static inline int
1762 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
1763 {
1764         struct task_struct *p = current;
1765         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
1766         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1767
1768         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
1769         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != ALLOC_HIGH);
1770
1771         /*
1772          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1773          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1774          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1775          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1776          */
1777         alloc_flags |= (gfp_mask & __GFP_HIGH);
1778
1779         if (!wait) {
1780                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1781                 /*
1782                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1783                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1784                  */
1785                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
1786         } else if (unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt())
1787                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1788
1789         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
1790                 if (!in_interrupt() &&
1791                     ((p->flags & PF_MEMALLOC) ||
1792                      unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
1793                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
1794         }
1795
1796         return alloc_flags;
1797 }
1798
1799 static inline struct page *
1800 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1801         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1802         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1803         int migratetype)
1804 {
1805         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1806         struct page *page = NULL;
1807         int alloc_flags;
1808         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1809         unsigned long did_some_progress;
1810         struct task_struct *p = current;
1811
1812         /*
1813          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
1814          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
1815          * be using allocators in order of preference for an area that is
1816          * too large.
1817          */
1818         if (order >= MAX_ORDER) {
1819                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
1820                 return NULL;
1821         }
1822
1823         /*
1824          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1825          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1826          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1827          * using a larger set of nodes after it has established that the
1828          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1829          * over allocated.
1830          */
1831         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1832                 goto nopage;
1833
1834 restart:
1835         wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx);
1836
1837         /*
1838          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1839          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1840          * to how we want to proceed.
1841          */
1842         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
1843
1844 rebalance:
1845         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
1846         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1847                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
1848                         preferred_zone, migratetype);
1849         if (page)
1850                 goto got_pg;
1851
1852         /* Allocate without watermarks if the context allows */
1853         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
1854                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
1855                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1856                                 preferred_zone, migratetype);
1857                 if (page)
1858                         goto got_pg;
1859         }
1860
1861         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1862         if (!wait)
1863                 goto nopage;
1864
1865         /* Avoid recursion of direct reclaim */
1866         if (p->flags & PF_MEMALLOC)
1867                 goto nopage;
1868
1869         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
1870         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
1871                 goto nopage;
1872
1873         /* Try direct reclaim and then allocating */
1874         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
1875                                         zonelist, high_zoneidx,
1876                                         nodemask,
1877                                         alloc_flags, preferred_zone,
1878                                         migratetype, &did_some_progress);
1879         if (page)
1880                 goto got_pg;
1881
1882         /*
1883          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
1884          * running out of options and have to consider going OOM
1885          */
1886         if (!did_some_progress) {
1887                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1888                         if (oom_killer_disabled)
1889                                 goto nopage;
1890                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
1891                                         zonelist, high_zoneidx,
1892                                         nodemask, preferred_zone,
1893                                         migratetype);
1894                         if (page)
1895                                 goto got_pg;
1896
1897                         /*
1898                          * The OOM killer does not trigger for high-order
1899                          * ~__GFP_NOFAIL allocations so if no progress is being
1900                          * made, there are no other options and retrying is
1901                          * unlikely to help.
1902                          */
1903                         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
1904                                                 !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
1905                                 goto nopage;
1906
1907                         goto restart;
1908                 }
1909         }
1910
1911         /* Check if we should retry the allocation */
1912         pages_reclaimed += did_some_progress;
1913         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
1914                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
1915                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
1916                 goto rebalance;
1917         }
1918
1919 nopage:
1920         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1921                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1922                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1923                         p->comm, order, gfp_mask);
1924                 dump_stack();
1925                 show_mem();
1926         }
1927         return page;
1928 got_pg:
1929         if (kmemcheck_enabled)
1930                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
1931         return page;
1932
1933 }
1934
1935 /*
1936  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1937  */
1938 struct page *
1939 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1940                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1941 {
1942         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1943         struct zone *preferred_zone;
1944         struct page *page;
1945         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
1946
1947         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
1948
1949         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
1950
1951         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
1952
1953         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1954                 return NULL;
1955
1956         /*
1957          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
1958          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
1959          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
1960          */
1961         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
1962                 return NULL;
1963
1964         /* The preferred zone is used for statistics later */
1965         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask, &preferred_zone);
1966         if (!preferred_zone)
1967                 return NULL;
1968
1969         /* First allocation attempt */
1970         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1971                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
1972                         preferred_zone, migratetype);
1973         if (unlikely(!page))
1974                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
1975                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1976                                 preferred_zone, migratetype);
1977
1978         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
1979         return page;
1980 }
1981 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
1982
1983 /*
1984  * Common helper functions.
1985  */
1986 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1987 {
1988         struct page *page;
1989
1990         /*
1991          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
1992          * a highmem page
1993          */
1994         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1995
1996         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1997         if (!page)
1998                 return 0;
1999         return (unsigned long) page_address(page);
2000 }
2001 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2002
2003 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2004 {
2005         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2006 }
2007 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2008
2009 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
2010 {
2011         int i = pagevec_count(pvec);
2012
2013         while (--i >= 0) {
2014                 trace_mm_pagevec_free(pvec->pages[i], pvec->cold);
2015                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
2016         }
2017 }
2018
2019 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2020 {
2021         if (put_page_testzero(page)) {
2022                 trace_mm_page_free_direct(page, order);
2023                 if (order == 0)
2024                         free_hot_page(page);
2025                 else
2026                         __free_pages_ok(page, order);
2027         }
2028 }
2029
2030 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2031
2032 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2033 {
2034         if (addr != 0) {
2035                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2036                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2037         }
2038 }
2039
2040 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2041
2042 /**
2043  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2044  * @size: the number of bytes to allocate
2045  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2046  *
2047  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2048  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2049  * allocate memory in power-of-two pages.
2050  *
2051  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2052  *
2053  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2054  */
2055 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2056 {
2057         unsigned int order = get_order(size);
2058         unsigned long addr;
2059
2060         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2061         if (addr) {
2062                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2063                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2064
2065                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2066                 while (used < alloc_end) {
2067                         free_page(used);
2068                         used += PAGE_SIZE;
2069                 }
2070         }
2071
2072         return (void *)addr;
2073 }
2074 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2075
2076 /**
2077  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2078  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2079  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2080  *
2081  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2082  */
2083 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2084 {
2085         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2086         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2087
2088         while (addr < end) {
2089                 free_page(addr);
2090                 addr += PAGE_SIZE;
2091         }
2092 }
2093 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2094
2095 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
2096 {
2097         struct zoneref *z;
2098         struct zone *zone;
2099
2100         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2101         unsigned int sum = 0;
2102
2103         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2104
2105         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2106                 unsigned long size = zone->present_pages;
2107                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2108                 if (size > high)
2109                         sum += size - high;
2110         }
2111
2112         return sum;
2113 }
2114
2115 /*
2116  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
2117  */
2118 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
2119 {
2120         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2121 }
2122 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2123
2124 /*
2125  * Amount of free RAM allocatable within all zones
2126  */
2127 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
2128 {
2129         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2130 }
2131
2132 static inline void show_node(struct zone *zone)
2133 {
2134         if (NUMA_BUILD)
2135                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2136 }
2137
2138 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2139 {
2140         val->totalram = totalram_pages;
2141         val->sharedram = 0;
2142         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2143         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2144         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2145         val->freehigh = nr_free_highpages();
2146         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2147 }
2148
2149 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2150
2151 #ifdef CONFIG_NUMA
2152 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2153 {
2154         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2155
2156         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2157         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2158 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2159         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2160         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2161                         NR_FREE_PAGES);
2162 #else
2163         val->totalhigh = 0;
2164         val->freehigh = 0;
2165 #endif
2166         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2167 }
2168 #endif
2169
2170 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2171
2172 /*
2173  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2174  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2175  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2176  */
2177 void show_free_areas(void)
2178 {
2179         int cpu;
2180         struct zone *zone;
2181
2182         for_each_populated_zone(zone) {
2183                 show_node(zone);
2184                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2185
2186                 for_each_online_cpu(cpu) {
2187                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2188
2189                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
2190
2191                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2192                                cpu, pageset->pcp.high,
2193                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2194                 }
2195         }
2196
2197         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
2198                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
2199                 " unevictable:%lu"
2200                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2201                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
2202                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2203                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2204                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2205                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
2206                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2207                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2208                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
2209                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2210                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2211                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2212                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2213                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2214                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
2215                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2216                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2217                 global_page_state(NR_SHMEM),
2218                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2219                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2220
2221         for_each_populated_zone(zone) {
2222                 int i;
2223
2224                 show_node(zone);
2225                 printk("%s"
2226                         " free:%lukB"
2227                         " min:%lukB"
2228                         " low:%lukB"
2229                         " high:%lukB"
2230                         " active_anon:%lukB"
2231                         " inactive_anon:%lukB"
2232                         " active_file:%lukB"
2233                         " inactive_file:%lukB"
2234                         " unevictable:%lukB"
2235                         " isolated(anon):%lukB"
2236                         " isolated(file):%lukB"
2237                         " present:%lukB"
2238                         " mlocked:%lukB"
2239                         " dirty:%lukB"
2240                         " writeback:%lukB"
2241                         " mapped:%lukB"
2242                         " shmem:%lukB"
2243                         " slab_reclaimable:%lukB"
2244                         " slab_unreclaimable:%lukB"
2245                         " kernel_stack:%lukB"
2246                         " pagetables:%lukB"
2247                         " unstable:%lukB"
2248                         " bounce:%lukB"
2249                         " writeback_tmp:%lukB"
2250                         " pages_scanned:%lu"
2251                         " all_unreclaimable? %s"
2252                         "\n",
2253                         zone->name,
2254                         K(zone_nr_free_pages(zone)),
2255                         K(min_wmark_pages(zone)),
2256                         K(low_wmark_pages(zone)),
2257                         K(high_wmark_pages(zone)),
2258                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2259                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2260                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2261                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2262                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2263                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
2264                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
2265                         K(zone->present_pages),
2266                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
2267                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
2268                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
2269                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
2270                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
2271                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
2272                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
2273                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
2274                                 THREAD_SIZE / 1024,
2275                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
2276                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
2277                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
2278                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
2279                         zone->pages_scanned,
2280                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
2281                         );
2282                 printk("lowmem_reserve[]:");
2283                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2284                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2285                 printk("\n");
2286         }
2287
2288         for_each_populated_zone(zone) {
2289                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2290
2291                 show_node(zone);
2292                 printk("%s: ", zone->name);
2293
2294                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2295                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2296                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2297                         total += nr[order] << order;
2298                 }
2299                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2300                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2301                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2302                 printk("= %lukB\n", K(total));
2303         }
2304
2305         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2306
2307         show_swap_cache_info();
2308 }
2309
2310 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2311 {
2312         zoneref->zone = zone;
2313         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2314 }
2315
2316 /*
2317  * Builds allocation fallback zone lists.
2318  *
2319  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2320  */
2321 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2322                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2323 {
2324         struct zone *zone;
2325
2326         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2327         zone_type++;
2328
2329         do {
2330                 zone_type--;
2331                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2332                 if (populated_zone(zone)) {
2333                         zoneref_set_zone(zone,
2334                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2335                         check_highest_zone(zone_type);
2336                 }
2337
2338         } while (zone_type);
2339         return nr_zones;
2340 }
2341
2342
2343 /*
2344  *  zonelist_order:
2345  *  0 = automatic detection of better ordering.
2346  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2347  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2348  *
2349  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2350  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2351  */
2352 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2353 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2354 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2355
2356 /* zonelist order in the kernel.
2357  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2358  */
2359 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2360 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2361
2362
2363 #ifdef CONFIG_NUMA
2364 /* The value user specified ....changed by config */
2365 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2366 /* string for sysctl */
2367 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2368 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2369
2370 /*
2371  * interface for configure zonelist ordering.
2372  * command line option "numa_zonelist_order"
2373  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2374  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2375  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2376  */
2377
2378 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2379 {
2380         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2381                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2382         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2383                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2384         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2385                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2386         } else {
2387                 printk(KERN_WARNING
2388                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2389                         "%s\n", s);
2390                 return -EINVAL;
2391         }
2392         return 0;
2393 }
2394
2395 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2396 {
2397         if (s)
2398                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2399         return 0;
2400 }
2401 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2402
2403 /*
2404  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2405  */
2406 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2407                 void __user *buffer, size_t *length,
2408                 loff_t *ppos)
2409 {
2410         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2411         int ret;
2412
2413         if (write)
2414                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2415                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2416         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
2417         if (ret)
2418                 return ret;
2419         if (write) {
2420                 int oldval = user_zonelist_order;
2421                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2422                         /*
2423                          * bogus value.  restore saved string
2424                          */
2425                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2426                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2427                         user_zonelist_order = oldval;
2428                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2429                         build_all_zonelists();
2430         }
2431         return 0;
2432 }
2433
2434
2435 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
2436 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2437
2438 /**
2439  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2440  * @node: node whose fallback list we're appending
2441  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2442  *
2443  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2444  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2445  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2446  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2447  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2448  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2449  * on them otherwise.
2450  * It returns -1 if no node is found.
2451  */
2452 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2453 {
2454         int n, val;
2455         int min_val = INT_MAX;
2456         int best_node = -1;
2457         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2458
2459         /* Use the local node if we haven't already */
2460         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2461                 node_set(node, *used_node_mask);
2462                 return node;
2463         }
2464
2465         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2466
2467                 /* Don't want a node to appear more than once */
2468                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2469                         continue;
2470
2471                 /* Use the distance array to find the distance */
2472                 val = node_distance(node, n);
2473
2474                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2475                 val += (n < node);
2476
2477                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2478                 tmp = cpumask_of_node(n);
2479                 if (!cpumask_empty(tmp))
2480                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2481
2482                 /* Slight preference for less loaded node */
2483                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2484                 val += node_load[n];
2485
2486                 if (val < min_val) {
2487                         min_val = val;
2488                         best_node = n;
2489                 }
2490         }
2491
2492         if (best_node >= 0)
2493                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2494
2495         return best_node;
2496 }
2497
2498
2499 /*
2500  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2501  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2502  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2503  */
2504 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2505 {
2506         int j;
2507         struct zonelist *zonelist;
2508
2509         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2510         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2511                 ;
2512         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2513                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2514         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2515         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2516 }
2517
2518 /*
2519  * Build gfp_thisnode zonelists
2520  */
2521 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2522 {
2523         int j;
2524         struct zonelist *zonelist;
2525
2526         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2527         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2528         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2529         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2530 }
2531
2532 /*
2533  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2534  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2535  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2536  * may still exist in local DMA zone.
2537  */
2538 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2539
2540 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2541 {
2542         int pos, j, node;
2543         int zone_type;          /* needs to be signed */
2544         struct zone *z;
2545         struct zonelist *zonelist;
2546
2547         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2548         pos = 0;
2549         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2550                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2551                         node = node_order[j];
2552                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2553                         if (populated_zone(z)) {
2554                                 zoneref_set_zone(z,
2555                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2556                                 check_highest_zone(zone_type);
2557                         }
2558                 }
2559         }
2560         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2561         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2562 }
2563
2564 static int default_zonelist_order(void)
2565 {
2566         int nid, zone_type;
2567         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2568         struct zone *z;
2569         int average_size;
2570         /*
2571          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2572          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2573          * into OOM very easily.
2574          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2575          */
2576         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2577         low_kmem_size = 0;
2578         total_size = 0;
2579         for_each_online_node(nid) {
2580                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2581                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2582                         if (populated_zone(z)) {
2583                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2584                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2585                                 total_size += z->present_pages;
2586                         }
2587                 }
2588         }
2589         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2590             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2591                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2592         /*
2593          * look into each node's config.
2594          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2595          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2596          */
2597         average_size = total_size /
2598                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2599         for_each_online_node(nid) {
2600                 low_kmem_size = 0;
2601                 total_size = 0;
2602                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2603                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2604                         if (populated_zone(z)) {
2605                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2606                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2607                                 total_size += z->present_pages;
2608                         }
2609                 }
2610                 if (low_kmem_size &&
2611                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2612                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2613                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2614         }
2615         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2616 }
2617
2618 static void set_zonelist_order(void)
2619 {
2620         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2621                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2622         else
2623                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2624 }
2625
2626 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2627 {
2628         int j, node, load;
2629         enum zone_type i;
2630         nodemask_t used_mask;
2631         int local_node, prev_node;
2632         struct zonelist *zonelist;
2633         int order = current_zonelist_order;
2634
2635         /* initialize zonelists */
2636         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2637                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2638                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2639                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2640         }
2641
2642         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2643         local_node = pgdat->node_id;
2644         load = nr_online_nodes;
2645         prev_node = local_node;
2646         nodes_clear(used_mask);
2647
2648         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2649         j = 0;
2650
2651         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2652                 int distance = node_distance(local_node, node);
2653
2654                 /*
2655                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2656                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2657                  */
2658                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2659                         zone_reclaim_mode = 1;
2660
2661                 /*
2662                  * We don't want to pressure a particular node.
2663                  * So adding penalty to the first node in same
2664                  * distance group to make it round-robin.
2665                  */
2666                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2667                         node_load[node] = load;
2668
2669                 prev_node = node;
2670                 load--;
2671                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2672                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2673                 else
2674                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2675         }
2676
2677         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2678                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2679                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2680         }
2681
2682         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2683 }
2684
2685 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2686 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2687 {
2688         struct zonelist *zonelist;
2689         struct zonelist_cache *zlc;
2690         struct zoneref *z;
2691
2692         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2693         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2694         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2695         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2696                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2697 }
2698
2699
2700 #else   /* CONFIG_NUMA */
2701
2702 static void set_zonelist_order(void)
2703 {
2704         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2705 }
2706
2707 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2708 {
2709         int node, local_node;
2710         enum zone_type j;
2711         struct zonelist *zonelist;
2712
2713         local_node = pgdat->node_id;
2714
2715         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2716         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2717
2718         /*
2719          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2720          * of all the other nodes.
2721          * We don't want to pressure a particular node, so when
2722          * building the zones for node N, we make sure that the
2723          * zones coming right after the local ones are those from
2724          * node N+1 (modulo N)
2725          */
2726         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2727                 if (!node_online(node))
2728                         continue;
2729                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2730                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2731         }
2732         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2733                 if (!node_online(node))
2734                         continue;
2735                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2736                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2737         }
2738
2739         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2740         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2741 }
2742
2743 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2744 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2745 {
2746         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2747 }
2748
2749 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2750
2751 /* return values int ....just for stop_machine() */
2752 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2753 {
2754         int nid;
2755
2756 #ifdef CONFIG_NUMA
2757         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2758 #endif
2759         for_each_online_node(nid) {
2760                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2761
2762                 build_zonelists(pgdat);
2763                 build_zonelist_cache(pgdat);
2764         }
2765         return 0;
2766 }
2767
2768 void build_all_zonelists(void)
2769 {
2770         set_zonelist_order();
2771
2772         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2773                 __build_all_zonelists(NULL);
2774                 mminit_verify_zonelist();
2775                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2776         } else {
2777                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2778                    of zonelist */
2779                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2780                 /* cpuset refresh routine should be here */
2781         }
2782         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2783         /*
2784          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2785          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2786          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2787          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2788          * disabled and enable it later
2789          */
2790         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2791                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2792         else
2793                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2794
2795         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2796                 "Total pages: %ld\n",
2797                         nr_online_nodes,
2798                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2799                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2800                         vm_total_pages);
2801 #ifdef CONFIG_NUMA
2802         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2803 #endif
2804 }
2805
2806 /*
2807  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2808  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2809  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2810  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2811  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2812  * conservative, even though it seems large.
2813  *
2814  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2815  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2816  */
2817 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2818
2819 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2820 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2821 {
2822         unsigned long size = 1;
2823
2824         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2825
2826         while (size < pages)
2827                 size <<= 1;
2828
2829         /*
2830          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2831          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2832          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2833          */
2834         size = min(size, 4096UL);
2835
2836         return max(size, 4UL);
2837 }
2838 #else
2839 /*
2840  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2841  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2842  *
2843  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2844  *
2845  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2846  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2847  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2848  *
2849  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2850  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2851  *
2852  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2853  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2854  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2855  */
2856 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2857 {
2858         return 4096UL;
2859 }
2860 #endif
2861
2862 /*
2863  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2864  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2865  * hash function before the remainder is taken.
2866  */
2867 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2868 {
2869         return ffz(~size);
2870 }
2871
2872 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2873
2874 /*
2875  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2876  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
2877  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2878  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2879  * blocks as reclaim kicks in
2880  */
2881 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2882 {
2883         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2884         struct page *page;
2885         unsigned long block_migratetype;
2886         int reserve;
2887
2888         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2889         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2890         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2891         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
2892                                                         pageblock_order;
2893
2894         /*
2895          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
2896          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
2897          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
2898          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
2899          * future allocation of hugepages at runtime.
2900          */
2901         reserve = min(2, reserve);
2902
2903         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2904                 if (!pfn_valid(pfn))
2905                         continue;
2906                 page = pfn_to_page(pfn);
2907
2908                 /* Watch out for overlapping nodes */
2909                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2910                         continue;
2911
2912                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2913                 if (PageReserved(page))
2914                         continue;
2915
2916                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2917
2918                 /* If this block is reserved, account for it */
2919                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2920                         reserve--;
2921                         continue;
2922                 }
2923
2924                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2925                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2926                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2927                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2928                         reserve--;
2929                         continue;
2930                 }
2931
2932                 /*
2933                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2934                  * take it back
2935                  */
2936                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2937                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2938                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2939                 }
2940         }
2941 }
2942
2943 /*
2944  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2945  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2946  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2947  */
2948 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2949                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2950 {
2951         struct page *page;
2952         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2953         unsigned long pfn;
2954         struct zone *z;
2955
2956         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
2957                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
2958
2959         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2960         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2961                 /*
2962                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2963                  * handed to this function.  They do not
2964                  * exist on hotplugged memory.
2965                  */
2966                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2967                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2968                                 continue;
2969                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2970                                 continue;
2971                 }
2972                 page = pfn_to_page(pfn);
2973                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2974                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2975                 init_page_count(page);
2976                 reset_page_mapcount(page);
2977                 SetPageReserved(page);
2978                 /*
2979                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2980                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2981                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2982                  * the address space during boot when many long-lived
2983                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2984                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2985                  * setup_zone_migrate_reserve()
2986                  *
2987                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2988                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2989                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2990                  * pfn out of zone.
2991                  */
2992                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2993                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2994                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2995                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2996
2997                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2998 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2999                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3000                 if (!is_highmem_idx(zone))
3001                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3002 #endif
3003         }
3004 }
3005
3006 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3007 {
3008         int order, t;
3009         for_each_migratetype_order(order, t) {
3010                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3011                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3012         }
3013 }
3014
3015 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3016 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3017         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3018 #endif
3019
3020 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
3021 {
3022 #ifdef CONFIG_MMU
3023         int batch;
3024
3025         /*
3026          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3027          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
3028          *
3029          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
3030          */
3031         batch = zone->present_pages / 1024;
3032         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
3033                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
3034         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
3035         if (batch < 1)
3036                 batch = 1;
3037
3038         /*
3039          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
3040          * of 2 value was found to be more likely to have
3041          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
3042          *
3043          * For example if 2 tasks are alternately allocating
3044          * batches of pages, one task can end up with a lot
3045          * of pages of one half of the possible page colors
3046          * and the other with pages of the other colors.
3047          */
3048         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
3049
3050         return batch;
3051
3052 #else
3053         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
3054          * conditions.
3055          *
3056          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
3057          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
3058          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
3059          *
3060          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
3061          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
3062          * can be a significant delay between the individual batches being
3063          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
3064          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
3065          */
3066         return 0;
3067 #endif
3068 }
3069
3070 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
3071 {
3072         struct per_cpu_pages *pcp;
3073         int migratetype;
3074
3075         memset(p, 0, sizeof(*p));
3076
3077         pcp = &p->pcp;
3078         pcp->count = 0;
3079         pcp->high = 6 * batch;
3080         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
3081         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
3082                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
3083 }
3084
3085 /*
3086  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
3087  * to the value high for the pageset p.
3088  */
3089
3090 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
3091                                 unsigned long high)
3092 {
3093         struct per_cpu_pages *pcp;
3094
3095         pcp = &p->pcp;
3096         pcp->high = high;
3097         pcp->batch = max(1UL, high/4);
3098         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
3099                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
3100 }
3101
3102
3103 #ifdef CONFIG_NUMA
3104 /*
3105  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
3106  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
3107  * that an item put on a list will immediately be handed over to
3108  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
3109  * with interrupts disabled.
3110  *
3111  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
3112  *
3113  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
3114  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
3115  * hotplugged processors.
3116  *
3117  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
3118  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
3119  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
3120  */
3121 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
3122
3123 /*
3124  * Dynamically allocate memory for the
3125  * per cpu pageset array in struct zone.
3126  */
3127 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
3128 {
3129         struct zone *zone, *dzone;
3130         int node = cpu_to_node(cpu);
3131
3132         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
3133
3134         for_each_populated_zone(zone) {
3135                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
3136                                          GFP_KERNEL, node);
3137                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
3138                         goto bad;
3139
3140                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
3141
3142                 if (percpu_pagelist_fraction)
3143                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
3144                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
3145         }
3146
3147         return 0;
3148 bad:
3149         for_each_zone(dzone) {
3150                 if (!populated_zone(dzone))
3151                         continue;
3152                 if (dzone == zone)
3153                         break;
3154                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
3155                 zone_pcp(dzone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
3156         }
3157         return -ENOMEM;
3158 }
3159
3160 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
3161 {
3162         struct zone *zone;
3163
3164         for_each_zone(zone) {
3165                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
3166
3167                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
3168                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
3169                         kfree(pset);
3170                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
3171         }
3172 }
3173
3174 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3175                 unsigned long action,
3176                 void *hcpu)
3177 {
3178         int cpu = (long)hcpu;
3179         int ret = NOTIFY_OK;
3180
3181         switch (action) {
3182         case CPU_UP_PREPARE:
3183         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3184                 if (process_zones(cpu))
3185                         ret = NOTIFY_BAD;
3186                 break;
3187         case CPU_UP_CANCELED:
3188         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3189         case CPU_DEAD:
3190         case CPU_DEAD_FROZEN:
3191                 free_zone_pagesets(cpu);
3192                 break;
3193         default:
3194                 break;
3195         }
3196         return ret;
3197 }
3198
3199 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
3200         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
3201
3202 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
3203 {
3204         int err;
3205
3206         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
3207          * A cpuup callback will do this for every cpu
3208          * as it comes online
3209          */
3210         err = process_zones(smp_processor_id());
3211         BUG_ON(err);
3212         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
3213 }
3214
3215 #endif
3216
3217 static noinline __init_refok
3218 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3219 {
3220         int i;
3221         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3222         size_t alloc_size;
3223
3224         /*
3225          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3226          * per zone.
3227          */
3228         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3229                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3230         zone->wait_table_bits =
3231                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3232         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3233                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3234
3235         if (!slab_is_available()) {
3236                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3237                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
3238         } else {
3239                 /*
3240                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3241                  * via memory hot-add.
3242                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3243                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3244                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3245                  * node itself as well.
3246                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3247                  * necessary.
3248                  */
3249                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3250         }
3251         if (!zone->wait_table)
3252                 return -ENOMEM;
3253
3254         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3255                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3256
3257         return 0;
3258 }
3259
3260 static int __zone_pcp_update(void *data)
3261 {
3262         struct zone *zone = data;
3263         int cpu;
3264         unsigned long batch = zone_batchsize(zone), flags;
3265
3266         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
3267                 struct per_cpu_pageset *pset;
3268                 struct per_cpu_pages *pcp;
3269
3270                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
3271                 pcp = &pset->pcp;
3272
3273                 local_irq_save(flags);
3274                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
3275                 setup_pageset(pset, batch);
3276                 local_irq_restore(flags);
3277         }
3278         return 0;
3279 }
3280
3281 void zone_pcp_update(struct zone *zone)
3282 {
3283         stop_machine(__zone_pcp_update, zone, NULL);
3284 }
3285
3286 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3287 {
3288         int cpu;
3289         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
3290
3291         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
3292 #ifdef CONFIG_NUMA
3293                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
3294                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
3295                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
3296 #else
3297                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
3298 #endif
3299         }
3300         if (zone->present_pages)
3301                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
3302                         zone->name, zone->present_pages, batch);
3303 }
3304
3305 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3306                                         unsigned long zone_start_pfn,
3307                                         unsigned long size,
3308                                         enum memmap_context context)
3309 {
3310         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3311         int ret;
3312         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3313         if (ret)
3314                 return ret;
3315         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3316
3317         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3318
3319         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3320                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3321                         pgdat->node_id,
3322                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3323                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3324
3325         zone_init_free_lists(zone);
3326
3327         return 0;
3328 }
3329
3330 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3331 /*
3332  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3333  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3334  */
3335 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3336 {
3337         int i;
3338
3339         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3340                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3341                         return i;
3342
3343         return -1;
3344 }
3345
3346 /*
3347  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3348  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3349  */
3350 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3351 {
3352         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3353                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3354                         return index;
3355
3356         return -1;
3357 }
3358
3359 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3360 /*
3361  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3362  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3363  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3364  * alternative
3365  */
3366 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3367 {
3368         int i;
3369
3370         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3371                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3372                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3373
3374                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3375                         return early_node_map[i].nid;
3376         }
3377         /* This is a memory hole */
3378         return -1;
3379 }
3380 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3381
3382 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3383 {
3384         int nid;
3385
3386         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3387         if (nid >= 0)
3388                 return nid;
3389         /* just returns 0 */
3390         return 0;
3391 }
3392
3393 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3394 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3395 {
3396         int nid;
3397
3398         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3399         if (nid >= 0 && nid != node)
3400                 return false;
3401         return true;
3402 }
3403 #endif
3404
3405 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3406 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3407         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3408                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3409
3410 /**
3411  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3412  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3413  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3414  *
3415  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3416  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3417  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3418  */
3419 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3420                                                 unsigned long max_low_pfn)
3421 {
3422         int i;
3423
3424         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3425                 unsigned long size_pages = 0;
3426                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3427
3428                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3429                         continue;
3430
3431                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3432                         end_pfn = max_low_pfn;
3433
3434                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3435                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3436                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3437                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3438         }
3439 }
3440
3441 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3442 {
3443         int i;
3444         int ret;
3445
3446         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3447                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3448                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3449                 if (ret)
3450                         break;
3451         }
3452 }
3453 /**
3454  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3455  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3456  *
3457  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3458  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3459  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3460  */
3461 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3462 {
3463         int i;
3464
3465         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3466                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3467                                 early_node_map[i].start_pfn,
3468                                 early_node_map[i].end_pfn);
3469 }
3470
3471 /**
3472  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3473  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3474  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3475  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3476  *
3477  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3478  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3479  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3480  * PFNs will be 0.
3481  */
3482 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3483                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3484 {
3485         int i;
3486         *start_pfn = -1UL;
3487         *end_pfn = 0;
3488
3489         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3490                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3491                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3492         }
3493
3494         if (*start_pfn == -1UL)
3495                 *start_pfn = 0;
3496 }
3497
3498 /*
3499  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3500  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3501  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3502  */
3503 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3504 {
3505         int zone_index;
3506         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3507                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3508                         continue;
3509
3510                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3511                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3512                         break;
3513         }
3514
3515         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3516         movable_zone = zone_index;
3517 }
3518
3519 /*
3520  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3521  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3522  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3523  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3524  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3525  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3526  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3527  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3528  */
3529 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3530                                         unsigned long zone_type,
3531                                         unsigned long node_start_pfn,
3532                                         unsigned long node_end_pfn,
3533                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3534                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3535 {
3536         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3537         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3538                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3539                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3540                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3541                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3542                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3543
3544                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3545                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3546                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3547                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3548
3549                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3550                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3551                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3552         }
3553 }
3554
3555 /*
3556  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3557  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3558  */
3559 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3560                                         unsigned long zone_type,
3561                                         unsigned long *ignored)
3562 {
3563         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3564         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3565
3566         /* Get the start and end of the node and zone */
3567         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3568         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3569         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3570         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3571                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3572                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3573
3574         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3575         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3576                 return 0;
3577
3578         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3579         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3580         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3581
3582         /* Return the spanned pages */
3583         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3584 }
3585
3586 /*
3587  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3588  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3589  */
3590 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3591                                 unsigned long range_start_pfn,
3592                                 unsigned long range_end_pfn)
3593 {
3594         int i = 0;
3595         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3596         unsigned long start_pfn;
3597
3598         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3599         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3600         if (i == -1)
3601                 return 0;
3602
3603         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3604
3605         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3606         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3607                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3608
3609         /* Find all holes for the zone within the node */
3610         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3611
3612                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3613                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3614                         break;
3615
3616                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3617                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3618                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3619
3620                 /* Update the hole size cound and move on */
3621                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3622                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3623                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3624                 }
3625                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3626         }
3627
3628         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3629         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3630                 hole_pages += range_end_pfn -
3631                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3632
3633         return hole_pages;
3634 }
3635
3636 /**
3637  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3638  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3639  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3640  *
3641  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3642  */
3643 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3644                                                         unsigned long end_pfn)
3645 {
3646         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3647 }
3648
3649 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3650 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3651                                         unsigned long zone_type,
3652                                         unsigned long *ignored)
3653 {
3654         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3655         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3656
3657         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3658         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3659                                                         node_start_pfn);
3660         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3661                                                         node_end_pfn);
3662
3663         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3664                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3665                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3666         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3667 }
3668
3669 #else
3670 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3671                                         unsigned long zone_type,
3672                                         unsigned long *zones_size)
3673 {
3674         return zones_size[zone_type];
3675 }
3676
3677 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3678                                                 unsigned long zone_type,
3679                                                 unsigned long *zholes_size)
3680 {
3681         if (!zholes_size)
3682                 return 0;
3683
3684         return zholes_size[zone_type];
3685 }
3686
3687 #endif
3688
3689 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3690                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3691 {
3692         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3693         enum zone_type i;
3694
3695         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3696                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3697                                                                 zones_size);
3698         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3699
3700         realtotalpages = totalpages;
3701         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3702                 realtotalpages -=
3703                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3704                                                                 zholes_size);
3705         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3706         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3707                                                         realtotalpages);
3708 }
3709
3710 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3711 /*
3712  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3713  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3714  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3715  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3716  * bytes.
3717  */
3718 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3719 {
3720         unsigned long usemapsize;
3721
3722         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3723         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3724         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3725         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3726
3727         return usemapsize / 8;
3728 }
3729
3730 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3731                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3732 {
3733         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3734         zone->pageblock_flags = NULL;
3735         if (usemapsize)
3736                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3737 }
3738 #else
3739 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3740                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3741 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3742
3743 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3744
3745 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3746 static inline int pageblock_default_order(void)
3747 {
3748         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3749                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3750
3751         return MAX_ORDER-1;
3752 }
3753
3754 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3755 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3756 {
3757         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3758         if (pageblock_order)
3759                 return;
3760
3761         /*
3762          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3763          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3764          */
3765         pageblock_order = order;
3766 }
3767 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3768
3769 /*
3770  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3771  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3772  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3773  * pageblock_order based on the kernel config
3774  */
3775 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3776 {
3777         return MAX_ORDER-1;
3778 }
3779 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3780
3781 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3782
3783 /*
3784  * Set up the zone data structures:
3785  *   - mark all pages reserved
3786  *   - mark all memory queues empty
3787  *   - clear the memory bitmaps
3788  */
3789 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3790                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3791 {
3792         enum zone_type j;
3793         int nid = pgdat->node_id;
3794         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3795         int ret;
3796
3797         pgdat_resize_init(pgdat);
3798         pgdat->nr_zones = 0;
3799         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3800         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3801         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3802         
3803         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3804                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3805                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3806                 enum lru_list l;
3807
3808                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3809                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3810                                                                 zholes_size);
3811
3812                 /*
3813                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3814                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3815                  * and per-cpu initialisations
3816                  */
3817                 memmap_pages =
3818                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3819                 if (realsize >= memmap_pages) {
3820                         realsize -= memmap_pages;
3821                         if (memmap_pages)
3822                                 printk(KERN_DEBUG
3823                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3824                                        zone_names[j], memmap_pages);
3825                 } else
3826                         printk(KERN_WARNING
3827                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3828                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3829
3830                 /* Account for reserved pages */
3831                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3832                         realsize -= dma_reserve;
3833                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3834                                         zone_names[0], dma_reserve);
3835                 }
3836
3837                 if (!is_highmem_idx(j))
3838                         nr_kernel_pages += realsize;
3839                 nr_all_pages += realsize;
3840
3841                 zone->spanned_pages = size;
3842                 zone->present_pages = realsize;
3843 #ifdef CONFIG_NUMA
3844                 zone->node = nid;
3845                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3846                                                 / 100;
3847                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3848 #endif
3849                 zone->name = zone_names[j];
3850                 spin_lock_init(&zone->lock);
3851                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3852                 zone_seqlock_init(zone);
3853                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3854
3855                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3856
3857                 zone_pcp_init(zone);
3858                 for_each_lru(l) {
3859                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3860                         zone->reclaim_stat.nr_saved_scan[l] = 0;
3861                 }
3862                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
3863                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
3864                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
3865                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
3866                 zap_zone_vm_stats(zone);
3867                 zone->flags = 0;
3868                 if (!size)
3869                         continue;
3870
3871                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3872                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3873                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3874                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3875                 BUG_ON(ret);
3876                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3877                 zone_start_pfn += size;
3878         }
3879 }
3880
3881 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3882 {
3883         /* Skip empty nodes */
3884         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3885                 return;
3886
3887 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3888         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3889         if (!pgdat->node_mem_map) {
3890                 unsigned long size, start, end;
3891                 struct page *map;
3892
3893                 /*
3894                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3895                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3896                  * for the buddy allocator to function correctly.
3897                  */
3898                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3899                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3900                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3901                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3902                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3903                 if (!map)
3904                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3905                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3906         }
3907 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3908         /*
3909          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3910          */
3911         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3912                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3913 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3914                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3915                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3916 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3917         }
3918 #endif
3919 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3920 }
3921
3922 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3923                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3924 {
3925         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3926
3927         pgdat->node_id = nid;
3928         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3929         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3930
3931         alloc_node_mem_map(pgdat);
3932 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3933         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3934                 nid, (unsigned long)pgdat,
3935                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3936 #endif
3937
3938         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3939 }
3940
3941 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3942
3943 #if MAX_NUMNODES > 1
3944 /*
3945  * Figure out the number of possible node ids.
3946  */
3947 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3948 {
3949         unsigned int node;
3950         unsigned int highest = 0;
3951
3952         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3953                 highest = node;
3954         nr_node_ids = highest + 1;
3955 }
3956 #else
3957 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3958 {
3959 }
3960 #endif
3961
3962 /**
3963  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3964  * @nid: The node ID the range resides on
3965  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3966  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3967  *
3968  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3969  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3970  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3971  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3972  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3973  */
3974 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3975                                                 unsigned long end_pfn)
3976 {
3977         int i;
3978
3979         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3980                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3981                         "%d entries of %d used\n",
3982                         nid, start_pfn, end_pfn,
3983                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3984
3985         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3986
3987         /* Merge with existing active regions if possible */
3988         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3989                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3990                         continue;
3991
3992                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3993                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3994                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3995                         return;
3996
3997                 /* Merge forward if suitable */
3998                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3999                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
4000                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4001                         return;
4002                 }
4003
4004                 /* Merge backward if suitable */
4005                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
4006                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
4007                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4008                         return;
4009                 }
4010         }
4011
4012         /* Check that early_node_map is large enough */
4013         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
4014                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
4015                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
4016                 return;
4017         }
4018
4019         early_node_map[i].nid = nid;
4020         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4021         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4022         nr_nodemap_entries = i + 1;
4023 }
4024
4025 /**
4026  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
4027  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
4028  * @start_pfn: The new PFN of the range
4029  * @end_pfn: The new PFN of the range
4030  *
4031  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
4032  * The map is kept near the end physical page range that has already been
4033  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
4034  * range.
4035  */
4036 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4037                                 unsigned long end_pfn)
4038 {
4039         int i, j;
4040         int removed = 0;
4041
4042         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
4043                           nid, start_pfn, end_pfn);
4044
4045         /* Find the old active region end and shrink */
4046         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4047                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4048                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
4049                         /* clear it */
4050                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
4051                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
4052                         removed = 1;
4053                         continue;
4054                 }
4055                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
4056                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
4057                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4058                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
4059                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
4060                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
4061                         continue;
4062                 }
4063                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4064                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
4065                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
4066                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
4067                         continue;
4068                 }
4069         }
4070
4071         if (!removed)
4072                 return;
4073
4074         /* remove the blank ones */
4075         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
4076                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4077                         continue;
4078                 if (early_node_map[i].end_pfn)
4079                         continue;
4080                 /* we found it, get rid of it */
4081                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
4082                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
4083                                 sizeof(early_node_map[j]));
4084                 j = nr_nodemap_entries - 1;
4085                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
4086                 nr_nodemap_entries--;
4087         }
4088 }
4089
4090 /**
4091  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
4092  *
4093  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
4094  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
4095  * all currently registered regions.
4096  */
4097 void __init remove_all_active_ranges(void)
4098 {
4099         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
4100         nr_nodemap_entries = 0;
4101 }
4102
4103 /* Compare two active node_active_regions */
4104 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
4105 {
4106         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
4107         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
4108
4109         /* Done this way to avoid overflows */
4110         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
4111                 return 1;
4112         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
4113                 return -1;
4114
4115         return 0;
4116 }
4117
4118 /* sort the node_map by start_pfn */
4119 static void __init sort_node_map(void)
4120 {
4121         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
4122                         sizeof(struct node_active_region),
4123                         cmp_node_active_region, NULL);
4124 }
4125
4126 /* Find the lowest pfn for a node */
4127 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4128 {
4129         int i;
4130         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4131
4132         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
4133         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4134                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4135
4136         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4137                 printk(KERN_WARNING
4138                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4139                 return 0;
4140         }
4141
4142         return min_pfn;
4143 }
4144
4145 /**
4146  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4147  *
4148  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4149  * add_active_range().
4150  */
4151 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4152 {
4153         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4154 }
4155
4156 /*
4157  * early_calculate_totalpages()
4158  * Sum pages in active regions for movable zone.
4159  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
4160  */
4161 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4162 {
4163         int i;
4164         unsigned long totalpages = 0;
4165
4166         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4167                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
4168                                                 early_node_map[i].start_pfn;
4169                 totalpages += pages;
4170                 if (pages)
4171                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
4172         }
4173         return totalpages;
4174 }
4175
4176 /*
4177  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4178  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4179  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4180  * others
4181  */
4182 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
4183 {
4184         int i, nid;
4185         unsigned long usable_startpfn;
4186         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4187         /* save the state before borrow the nodemask */
4188         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_HIGH_MEMORY];
4189         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4190         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
4191
4192         /*
4193          * If movablecore was specified, calculate what size of
4194          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4195          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4196          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4197          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4198          * what movablecore would have allowed.
4199          */
4200         if (required_movablecore) {
4201                 unsigned long corepages;
4202
4203                 /*
4204                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4205                  * was requested by the user
4206                  */
4207                 required_movablecore =
4208                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4209                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4210
4211                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4212         }
4213
4214         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4215         if (!required_kernelcore)
4216                 goto out;
4217
4218         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4219         find_usable_zone_for_movable();
4220         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4221
4222 restart:
4223         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4224         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4225         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4226                 /*
4227                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4228                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4229                  * amount of memory for the kernel
4230                  */
4231                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4232                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4233
4234                 /*
4235                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4236                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4237                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4238                  */
4239                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4240
4241                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4242                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4243                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4244                         unsigned long size_pages;
4245
4246                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4247                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4248                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4249                         if (start_pfn >= end_pfn)
4250                                 continue;
4251
4252                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4253                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4254                                 unsigned long kernel_pages;
4255                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4256                                                                 - start_pfn;
4257
4258                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4259                                                         kernelcore_remaining);
4260                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4261                                                         required_kernelcore);
4262
4263                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4264                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4265
4266                                         /*
4267                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4268                                          * that if we have to rebalance
4269                                          * kernelcore across nodes, we will
4270                                          * not double account here
4271                                          */
4272                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4273                                         continue;
4274                                 }
4275                                 start_pfn = usable_startpfn;
4276                         }
4277
4278                         /*
4279                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4280                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4281                          * number of pages used as kernelcore
4282                          */
4283                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4284                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4285                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4286                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4287
4288                         /*
4289                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4290                          * break if the kernelcore for this node has been
4291                          * satisified
4292                          */
4293                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4294                                                                 size_pages);
4295                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4296                         if (!kernelcore_remaining)
4297                                 break;
4298                 }
4299         }
4300
4301         /*
4302          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4303          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4304          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4305          * satisified
4306          */
4307         usable_nodes--;
4308         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4309                 goto restart;
4310
4311         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4312         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4313                 zone_movable_pfn[nid] =
4314                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4315
4316 out:
4317         /* restore the node_state */
4318         node_states[N_HIGH_MEMORY] = saved_node_state;
4319 }
4320
4321 /* Any regular memory on that node ? */
4322 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4323 {
4324 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4325         enum zone_type zone_type;
4326
4327         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4328                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4329                 if (zone->present_pages)
4330                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4331         }
4332 #endif
4333 }
4334
4335 /**
4336  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4337  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4338  *
4339  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4340  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4341  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4342  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4343  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4344  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4345  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4346  * at arch_max_dma_pfn.
4347  */
4348 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4349 {
4350         unsigned long nid;
4351         int i;
4352
4353         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4354         sort_node_map();
4355
4356         /* Record where the zone boundaries are */
4357         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4358                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4359         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4360                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4361         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4362         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4363         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4364                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4365                         continue;
4366                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4367                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4368                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4369                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4370         }
4371         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4372         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4373
4374         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4375         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4376         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4377
4378         /* Print out the zone ranges */
4379         printk("Zone PFN ranges:\n");
4380         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4381                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4382                         continue;
4383                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4384                                 zone_names[i],
4385                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4386                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4387         }
4388
4389         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4390         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4391         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4392                 if (zone_movable_pfn[i])
4393                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4394         }
4395
4396         /* Print out the early_node_map[] */
4397         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4398         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4399                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4400                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4401                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4402
4403         /* Initialise every node */
4404         mminit_verify_pageflags_layout();
4405         setup_nr_node_ids();
4406         for_each_online_node(nid) {
4407                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4408                 free_area_init_node(nid, NULL,
4409                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4410
4411                 /* Any memory on that node */
4412                 if (pgdat->node_present_pages)
4413                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4414                 check_for_regular_memory(pgdat);
4415         }
4416 }
4417
4418 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4419 {
4420         unsigned long long coremem;
4421         if (!p)
4422                 return -EINVAL;
4423
4424         coremem = memparse(p, &p);
4425         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4426
4427         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4428         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4429
4430         return 0;
4431 }
4432
4433 /*
4434  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4435  * cannot be reclaimed or migrated.
4436  */
4437 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4438 {
4439         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4440 }
4441
4442 /*
4443  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4444  * can be reclaimed or migrated.
4445  */
4446 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4447 {
4448         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4449 }
4450
4451 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4452 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4453
4454 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4455
4456 /**
4457  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4458  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4459  *
4460  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4461  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4462  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4463  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4464  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4465  * smaller per-cpu batchsize.
4466  */
4467 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4468 {
4469         dma_reserve = new_dma_reserve;
4470 }
4471
4472 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4473 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4474 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4475 #endif
4476
4477 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4478 {
4479         free_area_init_node(0, zones_size,
4480                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4481 }
4482
4483 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4484                                  unsigned long action, void *hcpu)
4485 {
4486         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4487
4488         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4489                 drain_pages(cpu);
4490
4491                 /*
4492                  * Spill the event counters of the dead processor
4493                  * into the current processors event counters.
4494                  * This artificially elevates the count of the current
4495                  * processor.
4496                  */
4497                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4498
4499                 /*
4500                  * Zero the differential counters of the dead processor
4501                  * so that the vm statistics are consistent.
4502                  *
4503                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4504                  * race with what we are doing.
4505                  */
4506                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4507         }
4508         return NOTIFY_OK;
4509 }
4510
4511 void __init page_alloc_init(void)
4512 {
4513         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4514 }
4515
4516 /*
4517  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4518  *      or min_free_kbytes changes.
4519  */
4520 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4521 {
4522         struct pglist_data *pgdat;
4523         unsigned long reserve_pages = 0;
4524         enum zone_type i, j;
4525
4526         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4527                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4528                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4529                         unsigned long max = 0;
4530
4531                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4532                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4533                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4534                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4535                         }
4536
4537                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
4538                         max += high_wmark_pages(zone);
4539
4540                         if (max > zone->present_pages)
4541                                 max = zone->present_pages;
4542                         reserve_pages += max;
4543                 }
4544         }
4545         totalreserve_pages = reserve_pages;
4546 }
4547
4548 /*
4549  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4550  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4551  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4552  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4553  */
4554 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4555 {
4556         struct pglist_data *pgdat;
4557         enum zone_type j, idx;
4558
4559         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4560                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4561                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4562                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4563
4564                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4565
4566                         idx = j;
4567                         while (idx) {
4568                                 struct zone *lower_zone;
4569
4570                                 idx--;
4571
4572                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4573                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4574
4575                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4576                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4577                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4578                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4579                         }
4580                 }
4581         }
4582
4583         /* update totalreserve_pages */
4584         calculate_totalreserve_pages();
4585 }
4586
4587 /**
4588  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
4589  * or when memory is hot-{added|removed}
4590  *
4591  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
4592  * correctly with respect to min_free_kbytes.
4593  */
4594 void setup_per_zone_wmarks(void)
4595 {
4596         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4597         unsigned long lowmem_pages = 0;
4598         struct zone *zone;
4599         unsigned long flags;
4600
4601         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4602         for_each_zone(zone) {
4603                 if (!is_highmem(zone))
4604                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4605         }
4606
4607         for_each_zone(zone) {
4608                 u64 tmp;
4609
4610                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4611                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4612                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4613                 if (is_highmem(zone)) {
4614                         /*
4615                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4616                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4617                          * value here.
4618                          *
4619                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
4620                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4621                          * not be capped for highmem.
4622                          */
4623                         int min_pages;
4624
4625                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4626                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4627                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4628                         if (min_pages > 128)
4629                                 min_pages = 128;
4630                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
4631                 } else {
4632                         /*
4633                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4634                          * proportionate to the zone's size.
4635                          */
4636                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
4637                 }
4638
4639                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
4640                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
4641                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4642                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4643         }
4644
4645         /* update totalreserve_pages */
4646         calculate_totalreserve_pages();
4647 }
4648
4649 /*
4650  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4651  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4652  * to be referenced again before it is swapped out.
4653  *
4654  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4655  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4656  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4657  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4658  *
4659  * total     target    max
4660  * memory    ratio     inactive anon
4661  * -------------------------------------
4662  *   10MB       1         5MB
4663  *  100MB       1        50MB
4664  *    1GB       3       250MB
4665  *   10GB      10       0.9GB
4666  *  100GB      31         3GB
4667  *    1TB     101        10GB
4668  *   10TB     320        32GB
4669  */
4670 void calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
4671 {
4672         unsigned int gb, ratio;
4673
4674         /* Zone size in gigabytes */
4675         gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4676         if (gb)
4677                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4678         else
4679                 ratio = 1;
4680
4681         zone->inactive_ratio = ratio;
4682 }
4683
4684 static void __init setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4685 {
4686         struct zone *zone;
4687
4688         for_each_zone(zone)
4689                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
4690 }
4691
4692 /*
4693  * Initialise min_free_kbytes.
4694  *
4695  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4696  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4697  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4698  *
4699  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4700  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4701  *
4702  * which yields
4703  *
4704  * 16MB:        512k
4705  * 32MB:        724k
4706  * 64MB:        1024k
4707  * 128MB:       1448k
4708  * 256MB:       2048k
4709  * 512MB:       2896k
4710  * 1024MB:      4096k
4711  * 2048MB:      5792k
4712  * 4096MB:      8192k
4713  * 8192MB:      11584k
4714  * 16384MB:     16384k
4715  */
4716 static int __init init_per_zone_wmark_min(void)
4717 {
4718         unsigned long lowmem_kbytes;
4719
4720         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4721
4722         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4723         if (min_free_kbytes < 128)
4724                 min_free_kbytes = 128;
4725         if (min_free_kbytes > 65536)
4726                 min_free_kbytes = 65536;
4727         setup_per_zone_wmarks();
4728         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4729         setup_per_zone_inactive_ratio();
4730         return 0;
4731 }
4732 module_init(init_per_zone_wmark_min)
4733
4734 /*
4735  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4736  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4737  *      changes.
4738  */
4739 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4740         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4741 {
4742         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
4743         if (write)
4744                 setup_per_zone_wmarks();
4745         return 0;
4746 }
4747
4748 #ifdef CONFIG_NUMA
4749 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4750         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4751 {
4752         struct zone *zone;
4753         int rc;
4754
4755         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4756         if (rc)
4757                 return rc;
4758
4759         for_each_zone(zone)
4760                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4761                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4762         return 0;
4763 }
4764
4765 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4766         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4767 {
4768         struct zone *zone;
4769         int rc;
4770
4771         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4772         if (rc)
4773                 return rc;
4774
4775         for_each_zone(zone)
4776                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4777                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4778         return 0;
4779 }
4780 #endif
4781
4782 /*
4783  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4784  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4785  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4786  *
4787  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4788  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4789  * if in function of the boot time zone sizes.
4790  */
4791 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4792         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4793 {
4794         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4795         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4796         return 0;
4797 }
4798
4799 /*
4800  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4801  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4802  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4803  */
4804
4805 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4806         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4807 {
4808         struct zone *zone;
4809         unsigned int cpu;
4810         int ret;
4811
4812         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4813         if (!write || (ret == -EINVAL))
4814                 return ret;
4815         for_each_populated_zone(zone) {
4816                 for_each_online_cpu(cpu) {
4817                         unsigned long  high;
4818                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4819                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4820                 }
4821         }
4822         return 0;
4823 }
4824
4825 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4826
4827 #ifdef CONFIG_NUMA
4828 static int __init set_hashdist(char *str)
4829 {
4830         if (!str)
4831                 return 0;
4832         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4833         return 1;
4834 }
4835 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4836 #endif
4837
4838 /*
4839  * allocate a large system hash table from bootmem
4840  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4841  *   quantity of entries
4842  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4843  */
4844 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4845                                      unsigned long bucketsize,
4846                                      unsigned long numentries,
4847                                      int scale,
4848                                      int flags,
4849                                      unsigned int *_hash_shift,
4850                                      unsigned int *_hash_mask,
4851                                      unsigned long limit)
4852 {
4853         unsigned long long max = limit;
4854         unsigned long log2qty, size;
4855         void *table = NULL;
4856
4857         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4858         if (!numentries) {
4859                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4860                 numentries = nr_kernel_pages;
4861                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4862                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4863                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4864
4865                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4866                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4867                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4868                 else
4869                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4870
4871                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4872                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
4873                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
4874                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
4875                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
4876                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
4877                                 BUG_ON(!numentries);
4878                         }
4879                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4880                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4881         }
4882         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4883
4884         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4885         if (max == 0) {
4886                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4887                 do_div(max, bucketsize);
4888         }
4889
4890         if (numentries > max)
4891                 numentries = max;
4892
4893         log2qty = ilog2(numentries);
4894
4895         do {
4896                 size = bucketsize << log2qty;
4897                 if (flags & HASH_EARLY)
4898                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4899                 else if (hashdist)
4900                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4901                 else {
4902                         /*
4903                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4904                          * some pages at the end of hash table which
4905                          * alloc_pages_exact() automatically does
4906                          */
4907                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
4908                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
4909                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
4910                         }
4911                 }
4912         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4913
4914         if (!table)
4915                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4916
4917         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4918                tablename,
4919                (1U << log2qty),
4920                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4921                size);
4922
4923         if (_hash_shift)
4924                 *_hash_shift = log2qty;
4925         if (_hash_mask)
4926                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4927
4928         return table;
4929 }
4930
4931 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4932 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4933                                                         unsigned long pfn)
4934 {
4935 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4936         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4937 #else
4938         return zone->pageblock_flags;
4939 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4940 }
4941
4942 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4943 {
4944 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4945         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4946         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4947 #else
4948         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4949         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4950 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4951 }
4952
4953 /**
4954  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4955  * @page: The page within the block of interest
4956  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4957  * @end_bitidx: The last bit of interest
4958  * returns pageblock_bits flags
4959  */
4960 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4961                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4962 {
4963         struct zone *zone;
4964         unsigned long *bitmap;
4965         unsigned long pfn, bitidx;
4966         unsigned long flags = 0;
4967         unsigned long value = 1;
4968
4969         zone = page_zone(page);
4970         pfn = page_to_pfn(page);
4971         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4972         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4973
4974         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4975                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4976                         flags |= value;
4977
4978         return flags;
4979 }
4980
4981 /**
4982  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4983  * @page: The page within the block of interest
4984  * @start_bitidx: The first bit of interest
4985  * @end_bitidx: The last bit of interest
4986  * @flags: The flags to set
4987  */
4988 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4989                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4990 {
4991         struct zone *zone;
4992         unsigned long *bitmap;
4993         unsigned long pfn, bitidx;
4994         unsigned long value = 1;
4995
4996         zone = page_zone(page);
4997         pfn = page_to_pfn(page);
4998         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4999         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5000         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
5001         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
5002
5003         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5004                 if (flags & value)
5005                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5006                 else
5007                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5008 }
5009
5010 /*
5011  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
5012  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
5013  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
5014  */
5015
5016 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
5017 {
5018         struct zone *zone;
5019         unsigned long flags;
5020         int ret = -EBUSY;
5021         int zone_idx;
5022
5023         zone = page_zone(page);
5024         zone_idx = zone_idx(zone);
5025         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5026         /*
5027          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
5028          */
5029         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE &&
5030             zone_idx != ZONE_MOVABLE)
5031                 goto out;
5032         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
5033         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
5034         ret = 0;
5035 out:
5036         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5037         if (!ret)
5038                 drain_all_pages();
5039         return ret;
5040 }
5041
5042 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
5043 {
5044         struct zone *zone;
5045         unsigned long flags;
5046         zone = page_zone(page);
5047         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5048         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
5049                 goto out;
5050         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
5051         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
5052 out:
5053         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5054 }
5055
5056 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
5057 /*
5058  * All pages in the range must be isolated before calling this.
5059  */
5060 void
5061 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
5062 {
5063         struct page *page;
5064         struct zone *zone;
5065         int order, i;
5066         unsigned long pfn;
5067         unsigned long flags;
5068         /* find the first valid pfn */
5069         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
5070                 if (pfn_valid(pfn))
5071                         break;
5072         if (pfn == end_pfn)
5073                 return;
5074         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
5075         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5076         pfn = start_pfn;
5077         while (pfn < end_pfn) {
5078                 if (!pfn_valid(pfn)) {
5079                         pfn++;
5080                         continue;
5081                 }
5082                 page = pfn_to_page(pfn);
5083                 BUG_ON(page_count(page));
5084                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
5085                 order = page_order(page);
5086 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5087                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
5088                        pfn, 1 << order, end_pfn);
5089 #endif
5090                 list_del(&page->lru);
5091                 rmv_page_order(page);
5092                 zone->free_area[order].nr_free--;
5093                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
5094                                       - (1UL << order));
5095                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
5096                         SetPageReserved((page+i));
5097                 pfn += (1 << order);
5098         }
5099         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5100 }
5101 #endif