]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/page_alloc.c
mm-add-extra-free-kbytes-tunable-update-checkpatch-fixes
[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/memblock.h>
25 #include <linux/compiler.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/kmemcheck.h>
28 #include <linux/module.h>
29 #include <linux/suspend.h>
30 #include <linux/pagevec.h>
31 #include <linux/blkdev.h>
32 #include <linux/slab.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/oom.h>
35 #include <linux/notifier.h>
36 #include <linux/topology.h>
37 #include <linux/sysctl.h>
38 #include <linux/cpu.h>
39 #include <linux/cpuset.h>
40 #include <linux/memory_hotplug.h>
41 #include <linux/nodemask.h>
42 #include <linux/vmalloc.h>
43 #include <linux/vmstat.h>
44 #include <linux/mempolicy.h>
45 #include <linux/stop_machine.h>
46 #include <linux/sort.h>
47 #include <linux/pfn.h>
48 #include <linux/backing-dev.h>
49 #include <linux/fault-inject.h>
50 #include <linux/page-isolation.h>
51 #include <linux/page_cgroup.h>
52 #include <linux/debugobjects.h>
53 #include <linux/kmemleak.h>
54 #include <linux/memory.h>
55 #include <linux/compaction.h>
56 #include <trace/events/kmem.h>
57 #include <linux/ftrace_event.h>
58 #include <linux/memcontrol.h>
59 #include <linux/prefetch.h>
60
61 #include <asm/tlbflush.h>
62 #include <asm/div64.h>
63 #include "internal.h"
64
65 #ifdef CONFIG_USE_PERCPU_NUMA_NODE_ID
66 DEFINE_PER_CPU(int, numa_node);
67 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(numa_node);
68 #endif
69
70 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
71 /*
72  * N.B., Do NOT reference the '_numa_mem_' per cpu variable directly.
73  * It will not be defined when CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES is not defined.
74  * Use the accessor functions set_numa_mem(), numa_mem_id() and cpu_to_mem()
75  * defined in <linux/topology.h>.
76  */
77 DEFINE_PER_CPU(int, _numa_mem_);                /* Kernel "local memory" node */
78 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(_numa_mem_);
79 #endif
80
81 /*
82  * Array of node states.
83  */
84 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
85         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
86         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
87 #ifndef CONFIG_NUMA
88         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
89 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
90         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
91 #endif
92         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
93 #endif  /* NUMA */
94 };
95 EXPORT_SYMBOL(node_states);
96
97 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
98 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
99 int percpu_pagelist_fraction;
100 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
101
102 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
103 /*
104  * The following functions are used by the suspend/hibernate code to temporarily
105  * change gfp_allowed_mask in order to avoid using I/O during memory allocations
106  * while devices are suspended.  To avoid races with the suspend/hibernate code,
107  * they should always be called with pm_mutex held (gfp_allowed_mask also should
108  * only be modified with pm_mutex held, unless the suspend/hibernate code is
109  * guaranteed not to run in parallel with that modification).
110  */
111
112 static gfp_t saved_gfp_mask;
113
114 void pm_restore_gfp_mask(void)
115 {
116         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
117         if (saved_gfp_mask) {
118                 gfp_allowed_mask = saved_gfp_mask;
119                 saved_gfp_mask = 0;
120         }
121 }
122
123 void pm_restrict_gfp_mask(void)
124 {
125         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
126         WARN_ON(saved_gfp_mask);
127         saved_gfp_mask = gfp_allowed_mask;
128         gfp_allowed_mask &= ~GFP_IOFS;
129 }
130 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
131
132 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
133 int pageblock_order __read_mostly;
134 #endif
135
136 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
137
138 /*
139  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
140  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
141  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
142  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
143  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
144  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
145  *
146  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
147  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
148  */
149 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
150 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
151          256,
152 #endif
153 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
154          256,
155 #endif
156 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
157          32,
158 #endif
159          32,
160 };
161
162 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
163
164 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
165 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
166          "DMA",
167 #endif
168 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
169          "DMA32",
170 #endif
171          "Normal",
172 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
173          "HighMem",
174 #endif
175          "Movable",
176 };
177
178 /*
179  * Try to keep at least this much lowmem free.  Do not allow normal
180  * allocations below this point, only high priority ones. Automatically
181  * tuned according to the amount of memory in the system.
182  */
183 int min_free_kbytes = 1024;
184
185 /*
186  * Extra memory for the system to try freeing between the min and
187  * low watermarks.  Useful for workloads that require low latency
188  * memory allocations in bursts larger than the normal gap between
189  * low and min.
190  */
191 int extra_free_kbytes;
192
193 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
194 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
195 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
196
197 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
198   /*
199    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
200    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
201    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
202    * so the number of times add_active_range() can be called is
203    * related to the number of nodes and the number of holes
204    */
205   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
206     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
207     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
208   #else
209     #if MAX_NUMNODES >= 32
210       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
211       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
212     #else
213       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
214       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
215     #endif
216   #endif
217
218   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
219   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
220   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
221   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
222   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
223   static unsigned long __initdata required_movablecore;
224   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
225
226   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
227   int movable_zone;
228   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
229 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
230
231 #if MAX_NUMNODES > 1
232 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
233 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
234 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
235 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
236 #endif
237
238 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
239
240 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
241 {
242
243         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
244                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
245
246         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
247                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
248 }
249
250 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
251
252 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
253 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
254 {
255         int ret = 0;
256         unsigned seq;
257         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
258
259         do {
260                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
261                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
262                         ret = 1;
263                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
264                         ret = 1;
265         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
266
267         return ret;
268 }
269
270 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
271 {
272         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
273                 return 0;
274         if (zone != page_zone(page))
275                 return 0;
276
277         return 1;
278 }
279 /*
280  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
281  */
282 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
283 {
284         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
285                 return 1;
286         if (!page_is_consistent(zone, page))
287                 return 1;
288
289         return 0;
290 }
291 #else
292 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
293 {
294         return 0;
295 }
296 #endif
297
298 static void bad_page(struct page *page)
299 {
300         static unsigned long resume;
301         static unsigned long nr_shown;
302         static unsigned long nr_unshown;
303
304         /* Don't complain about poisoned pages */
305         if (PageHWPoison(page)) {
306                 reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
307                 return;
308         }
309
310         /*
311          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
312          * or allow a steady drip of one report per second.
313          */
314         if (nr_shown == 60) {
315                 if (time_before(jiffies, resume)) {
316                         nr_unshown++;
317                         goto out;
318                 }
319                 if (nr_unshown) {
320                         printk(KERN_ALERT
321                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
322                                 nr_unshown);
323                         nr_unshown = 0;
324                 }
325                 nr_shown = 0;
326         }
327         if (nr_shown++ == 0)
328                 resume = jiffies + 60 * HZ;
329
330         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
331                 current->comm, page_to_pfn(page));
332         dump_page(page);
333
334         print_modules();
335         dump_stack();
336 out:
337         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
338         reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
339         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
340 }
341
342 /*
343  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
344  *
345  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
346  *
347  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
348  *
349  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
350  * the head page (even the head page has this).
351  *
352  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
353  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
354  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
355  */
356
357 static void free_compound_page(struct page *page)
358 {
359         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
360 }
361
362 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
363 {
364         int i;
365         int nr_pages = 1 << order;
366
367         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
368         set_compound_order(page, order);
369         __SetPageHead(page);
370         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
371                 struct page *p = page + i;
372
373                 __SetPageTail(p);
374                 p->first_page = page;
375         }
376 }
377
378 /* update __split_huge_page_refcount if you change this function */
379 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
380 {
381         int i;
382         int nr_pages = 1 << order;
383         int bad = 0;
384
385         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
386             unlikely(!PageHead(page))) {
387                 bad_page(page);
388                 bad++;
389         }
390
391         __ClearPageHead(page);
392
393         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
394                 struct page *p = page + i;
395
396                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
397                         bad_page(page);
398                         bad++;
399                 }
400                 __ClearPageTail(p);
401         }
402
403         return bad;
404 }
405
406 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
407 {
408         int i;
409
410         /*
411          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
412          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
413          */
414         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
415         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
416                 clear_highpage(page + i);
417 }
418
419 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
420 {
421         set_page_private(page, order);
422         __SetPageBuddy(page);
423 }
424
425 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
426 {
427         __ClearPageBuddy(page);
428         set_page_private(page, 0);
429 }
430
431 /*
432  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
433  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
434  *
435  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
436  * the following equation:
437  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
438  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
439  * 1 buddy is #10:
440  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
441  *
442  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
443  * satisfies the following equation:
444  *     P = B & ~(1 << O)
445  *
446  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
447  */
448 static inline unsigned long
449 __find_buddy_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
450 {
451         return page_idx ^ (1 << order);
452 }
453
454 /*
455  * This function checks whether a page is free && is the buddy
456  * we can do coalesce a page and its buddy if
457  * (a) the buddy is not in a hole &&
458  * (b) the buddy is in the buddy system &&
459  * (c) a page and its buddy have the same order &&
460  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
461  *
462  * For recording whether a page is in the buddy system, we set ->_mapcount -2.
463  * Setting, clearing, and testing _mapcount -2 is serialized by zone->lock.
464  *
465  * For recording page's order, we use page_private(page).
466  */
467 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
468                                                                 int order)
469 {
470         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
471                 return 0;
472
473         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
474                 return 0;
475
476         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
477                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
478                 return 1;
479         }
480         return 0;
481 }
482
483 /*
484  * Freeing function for a buddy system allocator.
485  *
486  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
487  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
488  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
489  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
490  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
491  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
492  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
493  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
494  * parts of the VM system.
495  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
496  * free pages of length of (1 << order) and marked with _mapcount -2. Page's
497  * order is recorded in page_private(page) field.
498  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
499  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
500  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
501  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
502  * triggers coalescing into a block of larger size.            
503  *
504  * -- wli
505  */
506
507 static inline void __free_one_page(struct page *page,
508                 struct zone *zone, unsigned int order,
509                 int migratetype)
510 {
511         unsigned long page_idx;
512         unsigned long combined_idx;
513         unsigned long uninitialized_var(buddy_idx);
514         struct page *buddy;
515
516         if (unlikely(PageCompound(page)))
517                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
518                         return;
519
520         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
521
522         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
523
524         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
525         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
526
527         while (order < MAX_ORDER-1) {
528                 buddy_idx = __find_buddy_index(page_idx, order);
529                 buddy = page + (buddy_idx - page_idx);
530                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
531                         break;
532
533                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
534                 list_del(&buddy->lru);
535                 zone->free_area[order].nr_free--;
536                 rmv_page_order(buddy);
537                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
538                 page = page + (combined_idx - page_idx);
539                 page_idx = combined_idx;
540                 order++;
541         }
542         set_page_order(page, order);
543
544         /*
545          * If this is not the largest possible page, check if the buddy
546          * of the next-highest order is free. If it is, it's possible
547          * that pages are being freed that will coalesce soon. In case,
548          * that is happening, add the free page to the tail of the list
549          * so it's less likely to be used soon and more likely to be merged
550          * as a higher order page
551          */
552         if ((order < MAX_ORDER-2) && pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy))) {
553                 struct page *higher_page, *higher_buddy;
554                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
555                 higher_page = page + (combined_idx - page_idx);
556                 buddy_idx = __find_buddy_index(combined_idx, order + 1);
557                 higher_buddy = page + (buddy_idx - combined_idx);
558                 if (page_is_buddy(higher_page, higher_buddy, order + 1)) {
559                         list_add_tail(&page->lru,
560                                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
561                         goto out;
562                 }
563         }
564
565         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
566 out:
567         zone->free_area[order].nr_free++;
568 }
569
570 /*
571  * free_page_mlock() -- clean up attempts to free and mlocked() page.
572  * Page should not be on lru, so no need to fix that up.
573  * free_pages_check() will verify...
574  */
575 static inline void free_page_mlock(struct page *page)
576 {
577         __dec_zone_page_state(page, NR_MLOCK);
578         __count_vm_event(UNEVICTABLE_MLOCKFREED);
579 }
580
581 static inline int free_pages_check(struct page *page)
582 {
583         if (unlikely(page_mapcount(page) |
584                 (page->mapping != NULL)  |
585                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
586                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE) |
587                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
588                 bad_page(page);
589                 return 1;
590         }
591         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
592                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
593         return 0;
594 }
595
596 /*
597  * Frees a number of pages from the PCP lists
598  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
599  * count is the number of pages to free.
600  *
601  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
602  * see if this freeing clears that state.
603  *
604  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
605  * pinned" detection logic.
606  */
607 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
608                                         struct per_cpu_pages *pcp)
609 {
610         int migratetype = 0;
611         int batch_free = 0;
612         int to_free = count;
613
614         spin_lock(&zone->lock);
615         zone->all_unreclaimable = 0;
616         zone->pages_scanned = 0;
617
618         while (to_free) {
619                 struct page *page;
620                 struct list_head *list;
621
622                 /*
623                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
624                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
625                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
626                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
627                  * lists
628                  */
629                 do {
630                         batch_free++;
631                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
632                                 migratetype = 0;
633                         list = &pcp->lists[migratetype];
634                 } while (list_empty(list));
635
636                 /* This is the only non-empty list. Free them all. */
637                 if (batch_free == MIGRATE_PCPTYPES)
638                         batch_free = to_free;
639
640                 do {
641                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
642                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
643                         list_del(&page->lru);
644                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
645                         __free_one_page(page, zone, 0, page_private(page));
646                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, page_private(page));
647                 } while (--to_free && --batch_free && !list_empty(list));
648         }
649         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, count);
650         spin_unlock(&zone->lock);
651 }
652
653 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
654                                 int migratetype)
655 {
656         spin_lock(&zone->lock);
657         zone->all_unreclaimable = 0;
658         zone->pages_scanned = 0;
659
660         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
661         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1 << order);
662         spin_unlock(&zone->lock);
663 }
664
665 static bool free_pages_prepare(struct page *page, unsigned int order)
666 {
667         int i;
668         int bad = 0;
669
670         trace_mm_page_free_direct(page, order);
671         kmemcheck_free_shadow(page, order);
672
673         if (PageAnon(page))
674                 page->mapping = NULL;
675         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
676                 bad += free_pages_check(page + i);
677         if (bad)
678                 return false;
679
680         if (!PageHighMem(page)) {
681                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
682                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
683                                            PAGE_SIZE << order);
684         }
685         arch_free_page(page, order);
686         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
687
688         return true;
689 }
690
691 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
692 {
693         unsigned long flags;
694         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
695
696         if (!free_pages_prepare(page, order))
697                 return;
698
699         local_irq_save(flags);
700         if (unlikely(wasMlocked))
701                 free_page_mlock(page);
702         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
703         free_one_page(page_zone(page), page, order,
704                                         get_pageblock_migratetype(page));
705         local_irq_restore(flags);
706 }
707
708 /*
709  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
710  */
711 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
712 {
713         if (order == 0) {
714                 __ClearPageReserved(page);
715                 set_page_count(page, 0);
716                 set_page_refcounted(page);
717                 __free_page(page);
718         } else {
719                 int loop;
720
721                 prefetchw(page);
722                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
723                         struct page *p = &page[loop];
724
725                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
726                                 prefetchw(p + 1);
727                         __ClearPageReserved(p);
728                         set_page_count(p, 0);
729                 }
730
731                 set_page_refcounted(page);
732                 __free_pages(page, order);
733         }
734 }
735
736
737 /*
738  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
739  * Please do not alter this order without good reasons and regression
740  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
741  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
742  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
743  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
744  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
745  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
746  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
747  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
748  *
749  * -- wli
750  */
751 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
752         int low, int high, struct free_area *area,
753         int migratetype)
754 {
755         unsigned long size = 1 << high;
756
757         while (high > low) {
758                 area--;
759                 high--;
760                 size >>= 1;
761                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
762                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
763                 area->nr_free++;
764                 set_page_order(&page[size], high);
765         }
766 }
767
768 /*
769  * This page is about to be returned from the page allocator
770  */
771 static inline int check_new_page(struct page *page)
772 {
773         if (unlikely(page_mapcount(page) |
774                 (page->mapping != NULL)  |
775                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
776                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP) |
777                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
778                 bad_page(page);
779                 return 1;
780         }
781         return 0;
782 }
783
784 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
785 {
786         int i;
787
788         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
789                 struct page *p = page + i;
790                 if (unlikely(check_new_page(p)))
791                         return 1;
792         }
793
794         set_page_private(page, 0);
795         set_page_refcounted(page);
796
797         arch_alloc_page(page, order);
798         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
799
800         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
801                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
802
803         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
804                 prep_compound_page(page, order);
805
806         return 0;
807 }
808
809 /*
810  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
811  * the smallest available page from the freelists
812  */
813 static inline
814 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
815                                                 int migratetype)
816 {
817         unsigned int current_order;
818         struct free_area * area;
819         struct page *page;
820
821         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
822         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
823                 area = &(zone->free_area[current_order]);
824                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
825                         continue;
826
827                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
828                                                         struct page, lru);
829                 list_del(&page->lru);
830                 rmv_page_order(page);
831                 area->nr_free--;
832                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
833                 return page;
834         }
835
836         return NULL;
837 }
838
839
840 /*
841  * This array describes the order lists are fallen back to when
842  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
843  */
844 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
845         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
846         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
847         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
848         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
849 };
850
851 /*
852  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
853  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
854  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
855  */
856 static int move_freepages(struct zone *zone,
857                           struct page *start_page, struct page *end_page,
858                           int migratetype)
859 {
860         struct page *page;
861         unsigned long order;
862         int pages_moved = 0;
863
864 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
865         /*
866          * page_zone is not safe to call in this context when
867          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
868          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
869          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
870          * grouping pages by mobility
871          */
872         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
873 #endif
874
875         for (page = start_page; page <= end_page;) {
876                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
877                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
878
879                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
880                         page++;
881                         continue;
882                 }
883
884                 if (!PageBuddy(page)) {
885                         page++;
886                         continue;
887                 }
888
889                 order = page_order(page);
890                 list_move(&page->lru,
891                           &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
892                 page += 1 << order;
893                 pages_moved += 1 << order;
894         }
895
896         return pages_moved;
897 }
898
899 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
900                                 int migratetype)
901 {
902         unsigned long start_pfn, end_pfn;
903         struct page *start_page, *end_page;
904
905         start_pfn = page_to_pfn(page);
906         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
907         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
908         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
909         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
910
911         /* Do not cross zone boundaries */
912         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
913                 start_page = page;
914         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
915                 return 0;
916
917         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
918 }
919
920 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
921                                         int start_order, int migratetype)
922 {
923         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
924
925         while (nr_pageblocks--) {
926                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
927                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
928         }
929 }
930
931 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
932 static inline struct page *
933 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
934 {
935         struct free_area * area;
936         int current_order;
937         struct page *page;
938         int migratetype, i;
939
940         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
941         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
942                                                 --current_order) {
943                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
944                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
945
946                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
947                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
948                                 continue;
949
950                         area = &(zone->free_area[current_order]);
951                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
952                                 continue;
953
954                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
955                                         struct page, lru);
956                         area->nr_free--;
957
958                         /*
959                          * If breaking a large block of pages, move all free
960                          * pages to the preferred allocation list. If falling
961                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
962                          * aggressive about taking ownership of free pages
963                          */
964                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
965                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
966                                         page_group_by_mobility_disabled) {
967                                 unsigned long pages;
968                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
969                                                                 start_migratetype);
970
971                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
972                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
973                                                 page_group_by_mobility_disabled)
974                                         set_pageblock_migratetype(page,
975                                                                 start_migratetype);
976
977                                 migratetype = start_migratetype;
978                         }
979
980                         /* Remove the page from the freelists */
981                         list_del(&page->lru);
982                         rmv_page_order(page);
983
984                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
985                         if (current_order >= pageblock_order)
986                                 change_pageblock_range(page, current_order,
987                                                         start_migratetype);
988
989                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
990
991                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
992                                 start_migratetype, migratetype);
993
994                         return page;
995                 }
996         }
997
998         return NULL;
999 }
1000
1001 /*
1002  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
1003  * Call me with the zone->lock already held.
1004  */
1005 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
1006                                                 int migratetype)
1007 {
1008         struct page *page;
1009
1010 retry_reserve:
1011         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
1012
1013         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
1014                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
1015
1016                 /*
1017                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
1018                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
1019                  * and we want just one call site
1020                  */
1021                 if (!page) {
1022                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
1023                         goto retry_reserve;
1024                 }
1025         }
1026
1027         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
1028         return page;
1029 }
1030
1031 /* 
1032  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
1033  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
1034  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
1035  */
1036 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
1037                         unsigned long count, struct list_head *list,
1038                         int migratetype, int cold)
1039 {
1040         int i;
1041         
1042         spin_lock(&zone->lock);
1043         for (i = 0; i < count; ++i) {
1044                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1045                 if (unlikely(page == NULL))
1046                         break;
1047
1048                 /*
1049                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
1050                  * in physical page order. The page is added to the callers and
1051                  * list and the list head then moves forward. From the callers
1052                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
1053                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
1054                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
1055                  * properly.
1056                  */
1057                 if (likely(cold == 0))
1058                         list_add(&page->lru, list);
1059                 else
1060                         list_add_tail(&page->lru, list);
1061                 set_page_private(page, migratetype);
1062                 list = &page->lru;
1063         }
1064         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
1065         spin_unlock(&zone->lock);
1066         return i;
1067 }
1068
1069 #ifdef CONFIG_NUMA
1070 /*
1071  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
1072  * currently executing processor on remote nodes after they have
1073  * expired.
1074  *
1075  * Note that this function must be called with the thread pinned to
1076  * a single processor.
1077  */
1078 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
1079 {
1080         unsigned long flags;
1081         int to_drain;
1082
1083         local_irq_save(flags);
1084         if (pcp->count >= pcp->batch)
1085                 to_drain = pcp->batch;
1086         else
1087                 to_drain = pcp->count;
1088         free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
1089         pcp->count -= to_drain;
1090         local_irq_restore(flags);
1091 }
1092 #endif
1093
1094 /*
1095  * Drain pages of the indicated processor.
1096  *
1097  * The processor must either be the current processor and the
1098  * thread pinned to the current processor or a processor that
1099  * is not online.
1100  */
1101 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1102 {
1103         unsigned long flags;
1104         struct zone *zone;
1105
1106         for_each_populated_zone(zone) {
1107                 struct per_cpu_pageset *pset;
1108                 struct per_cpu_pages *pcp;
1109
1110                 local_irq_save(flags);
1111                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1112
1113                 pcp = &pset->pcp;
1114                 if (pcp->count) {
1115                         free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1116                         pcp->count = 0;
1117                 }
1118                 local_irq_restore(flags);
1119         }
1120 }
1121
1122 /*
1123  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1124  */
1125 void drain_local_pages(void *arg)
1126 {
1127         drain_pages(smp_processor_id());
1128 }
1129
1130 /*
1131  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
1132  */
1133 void drain_all_pages(void)
1134 {
1135         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
1136 }
1137
1138 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1139
1140 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1141 {
1142         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1143         unsigned long flags;
1144         int order, t;
1145         struct list_head *curr;
1146
1147         if (!zone->spanned_pages)
1148                 return;
1149
1150         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1151
1152         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
1153         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1154                 if (pfn_valid(pfn)) {
1155                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1156
1157                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1158                                 swsusp_unset_page_free(page);
1159                 }
1160
1161         for_each_migratetype_order(order, t) {
1162                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1163                         unsigned long i;
1164
1165                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1166                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1167                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1168                 }
1169         }
1170         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1171 }
1172 #endif /* CONFIG_PM */
1173
1174 /*
1175  * Free a 0-order page
1176  * cold == 1 ? free a cold page : free a hot page
1177  */
1178 void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1179 {
1180         struct zone *zone = page_zone(page);
1181         struct per_cpu_pages *pcp;
1182         unsigned long flags;
1183         int migratetype;
1184         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
1185
1186         if (!free_pages_prepare(page, 0))
1187                 return;
1188
1189         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1190         set_page_private(page, migratetype);
1191         local_irq_save(flags);
1192         if (unlikely(wasMlocked))
1193                 free_page_mlock(page);
1194         __count_vm_event(PGFREE);
1195
1196         /*
1197          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1198          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1199          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1200          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1201          * excessively into the page allocator
1202          */
1203         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1204                 if (unlikely(migratetype == MIGRATE_ISOLATE)) {
1205                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1206                         goto out;
1207                 }
1208                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1209         }
1210
1211         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1212         if (cold)
1213                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1214         else
1215                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1216         pcp->count++;
1217         if (pcp->count >= pcp->high) {
1218                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->batch, pcp);
1219                 pcp->count -= pcp->batch;
1220         }
1221
1222 out:
1223         local_irq_restore(flags);
1224 }
1225
1226 void free_hot_cold_page_list(struct list_head *list, int cold)
1227 {
1228         struct page *page, *next;
1229
1230         list_for_each_entry_safe(page, next, list, lru) {
1231                 trace_mm_pagevec_free(page, cold);
1232                 free_hot_cold_page(page, cold);
1233         }
1234
1235         INIT_LIST_HEAD(list);
1236 }
1237
1238 /*
1239  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1240  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1241  * Each sub-page must be freed individually.
1242  *
1243  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1244  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1245  */
1246 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1247 {
1248         int i;
1249
1250         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1251         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1252
1253 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1254         /*
1255          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1256          * otherwise free the whole shadow.
1257          */
1258         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1259                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1260 #endif
1261
1262         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1263                 set_page_refcounted(page + i);
1264 }
1265
1266 /*
1267  * Similar to split_page except the page is already free. As this is only
1268  * being used for migration, the migratetype of the block also changes.
1269  * As this is called with interrupts disabled, the caller is responsible
1270  * for calling arch_alloc_page() and kernel_map_page() after interrupts
1271  * are enabled.
1272  *
1273  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1274  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1275  */
1276 int split_free_page(struct page *page)
1277 {
1278         unsigned int order;
1279         unsigned long watermark;
1280         struct zone *zone;
1281
1282         BUG_ON(!PageBuddy(page));
1283
1284         zone = page_zone(page);
1285         order = page_order(page);
1286
1287         /* Obey watermarks as if the page was being allocated */
1288         watermark = low_wmark_pages(zone) + (1 << order);
1289         if (!zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, 0))
1290                 return 0;
1291
1292         /* Remove page from free list */
1293         list_del(&page->lru);
1294         zone->free_area[order].nr_free--;
1295         rmv_page_order(page);
1296         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1UL << order));
1297
1298         /* Split into individual pages */
1299         set_page_refcounted(page);
1300         split_page(page, order);
1301
1302         if (order >= pageblock_order - 1) {
1303                 struct page *endpage = page + (1 << order) - 1;
1304                 for (; page < endpage; page += pageblock_nr_pages)
1305                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
1306         }
1307
1308         return 1 << order;
1309 }
1310
1311 /*
1312  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1313  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1314  * or two.
1315  */
1316 static inline
1317 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1318                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1319                         int migratetype)
1320 {
1321         unsigned long flags;
1322         struct page *page;
1323         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1324
1325 again:
1326         if (likely(order == 0)) {
1327                 struct per_cpu_pages *pcp;
1328                 struct list_head *list;
1329
1330                 local_irq_save(flags);
1331                 pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1332                 list = &pcp->lists[migratetype];
1333                 if (list_empty(list)) {
1334                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1335                                         pcp->batch, list,
1336                                         migratetype, cold);
1337                         if (unlikely(list_empty(list)))
1338                                 goto failed;
1339                 }
1340
1341                 if (cold)
1342                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1343                 else
1344                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1345
1346                 list_del(&page->lru);
1347                 pcp->count--;
1348         } else {
1349                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1350                         /*
1351                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1352                          *
1353                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1354                          * properly detect and handle allocation failures.
1355                          *
1356                          * We most definitely don't want callers attempting to
1357                          * allocate greater than order-1 page units with
1358                          * __GFP_NOFAIL.
1359                          */
1360                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1361                 }
1362                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1363                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1364                 spin_unlock(&zone->lock);
1365                 if (!page)
1366                         goto failed;
1367                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << order));
1368         }
1369
1370         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1371         zone_statistics(preferred_zone, zone, gfp_flags);
1372         local_irq_restore(flags);
1373
1374         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1375         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1376                 goto again;
1377         return page;
1378
1379 failed:
1380         local_irq_restore(flags);
1381         return NULL;
1382 }
1383
1384 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1385 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1386 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1387 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1388 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1389
1390 /* Mask to get the watermark bits */
1391 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1392
1393 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1394 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1395 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1396
1397 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1398
1399 static struct {
1400         struct fault_attr attr;
1401
1402         u32 ignore_gfp_highmem;
1403         u32 ignore_gfp_wait;
1404         u32 min_order;
1405 } fail_page_alloc = {
1406         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1407         .ignore_gfp_wait = 1,
1408         .ignore_gfp_highmem = 1,
1409         .min_order = 1,
1410 };
1411
1412 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1413 {
1414         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1415 }
1416 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1417
1418 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1419 {
1420         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1421                 return 0;
1422         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1423                 return 0;
1424         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1425                 return 0;
1426         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1427                 return 0;
1428
1429         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1430 }
1431
1432 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1433
1434 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1435 {
1436         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1437         struct dentry *dir;
1438
1439         dir = fault_create_debugfs_attr("fail_page_alloc", NULL,
1440                                         &fail_page_alloc.attr);
1441         if (IS_ERR(dir))
1442                 return PTR_ERR(dir);
1443
1444         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1445                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait))
1446                 goto fail;
1447         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1448                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem))
1449                 goto fail;
1450         if (!debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1451                                 &fail_page_alloc.min_order))
1452                 goto fail;
1453
1454         return 0;
1455 fail:
1456         debugfs_remove_recursive(dir);
1457
1458         return -ENOMEM;
1459 }
1460
1461 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1462
1463 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1464
1465 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1466
1467 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1468 {
1469         return 0;
1470 }
1471
1472 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1473
1474 /*
1475  * Return true if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1476  * of the allocation.
1477  */
1478 static bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1479                       int classzone_idx, int alloc_flags, long free_pages)
1480 {
1481         /* free_pages my go negative - that's OK */
1482         long min = mark;
1483         int o;
1484
1485         free_pages -= (1 << order) + 1;
1486         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1487                 min -= min / 2;
1488         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1489                 min -= min / 4;
1490
1491         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1492                 return false;
1493         for (o = 0; o < order; o++) {
1494                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1495                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1496
1497                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1498                 min >>= 1;
1499
1500                 if (free_pages <= min)
1501                         return false;
1502         }
1503         return true;
1504 }
1505
1506 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1507                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1508 {
1509         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1510                                         zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES));
1511 }
1512
1513 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1514                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1515 {
1516         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
1517
1518         if (z->percpu_drift_mark && free_pages < z->percpu_drift_mark)
1519                 free_pages = zone_page_state_snapshot(z, NR_FREE_PAGES);
1520
1521         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1522                                                                 free_pages);
1523 }
1524
1525 #ifdef CONFIG_NUMA
1526 /*
1527  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1528  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1529  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1530  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1531  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1532  *
1533  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1534  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1535  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1536  *
1537  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1538  * nothing and returns NULL.
1539  *
1540  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1541  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1542  *
1543  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1544  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1545  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1546  * quickly as we can.
1547  */
1548 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1549 {
1550         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1551         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1552
1553         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1554         if (!zlc)
1555                 return NULL;
1556
1557         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1558                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1559                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1560         }
1561
1562         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1563                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1564                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1565         return allowednodes;
1566 }
1567
1568 /*
1569  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1570  * if it is worth looking at further for free memory:
1571  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1572  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1573  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1574  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1575  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1576  * else return false (zero) if it is not.
1577  *
1578  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1579  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1580  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1581  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1582  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1583  * into the second scan of the zonelist.
1584  *
1585  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1586  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1587  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1588  * unturned looking for a free page.
1589  */
1590 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1591                                                 nodemask_t *allowednodes)
1592 {
1593         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1594         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1595         int n;                          /* node that zone *z is on */
1596
1597         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1598         if (!zlc)
1599                 return 1;
1600
1601         i = z - zonelist->_zonerefs;
1602         n = zlc->z_to_n[i];
1603
1604         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1605         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1606 }
1607
1608 /*
1609  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1610  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1611  * from that zone don't waste time re-examining it.
1612  */
1613 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1614 {
1615         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1616         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1617
1618         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1619         if (!zlc)
1620                 return;
1621
1622         i = z - zonelist->_zonerefs;
1623
1624         set_bit(i, zlc->fullzones);
1625 }
1626
1627 /*
1628  * clear all zones full, called after direct reclaim makes progress so that
1629  * a zone that was recently full is not skipped over for up to a second
1630  */
1631 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1632 {
1633         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1634
1635         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1636         if (!zlc)
1637                 return;
1638
1639         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1640 }
1641
1642 #else   /* CONFIG_NUMA */
1643
1644 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1645 {
1646         return NULL;
1647 }
1648
1649 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1650                                 nodemask_t *allowednodes)
1651 {
1652         return 1;
1653 }
1654
1655 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1656 {
1657 }
1658
1659 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1660 {
1661 }
1662 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1663
1664 /*
1665  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1666  * a page.
1667  */
1668 static struct page *
1669 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1670                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1671                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1672 {
1673         struct zoneref *z;
1674         struct page *page = NULL;
1675         int classzone_idx;
1676         struct zone *zone;
1677         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1678         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1679         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1680
1681         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1682 zonelist_scan:
1683         /*
1684          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1685          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1686          */
1687         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1688                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1689                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1690                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1691                                 continue;
1692                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1693                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1694                                 continue;
1695
1696                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1697                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1698                         unsigned long mark;
1699                         int ret;
1700
1701                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1702                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1703                                     classzone_idx, alloc_flags))
1704                                 goto try_this_zone;
1705
1706                         if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1707                                 /*
1708                                  * we do zlc_setup if there are multiple nodes
1709                                  * and before considering the first zone allowed
1710                                  * by the cpuset.
1711                                  */
1712                                 allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1713                                 zlc_active = 1;
1714                                 did_zlc_setup = 1;
1715                         }
1716
1717                         if (zone_reclaim_mode == 0)
1718                                 goto this_zone_full;
1719
1720                         /*
1721                          * As we may have just activated ZLC, check if the first
1722                          * eligible zone has failed zone_reclaim recently.
1723                          */
1724                         if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1725                                 !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1726                                 continue;
1727
1728                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1729                         switch (ret) {
1730                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1731                                 /* did not scan */
1732                                 continue;
1733                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1734                                 /* scanned but unreclaimable */
1735                                 continue;
1736                         default:
1737                                 /* did we reclaim enough */
1738                                 if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1739                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1740                                         goto this_zone_full;
1741                         }
1742                 }
1743
1744 try_this_zone:
1745                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1746                                                 gfp_mask, migratetype);
1747                 if (page)
1748                         break;
1749 this_zone_full:
1750                 if (NUMA_BUILD)
1751                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1752         }
1753
1754         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1755                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1756                 zlc_active = 0;
1757                 goto zonelist_scan;
1758         }
1759         return page;
1760 }
1761
1762 /*
1763  * Large machines with many possible nodes should not always dump per-node
1764  * meminfo in irq context.
1765  */
1766 static inline bool should_suppress_show_mem(void)
1767 {
1768         bool ret = false;
1769
1770 #if NODES_SHIFT > 8
1771         ret = in_interrupt();
1772 #endif
1773         return ret;
1774 }
1775
1776 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(nopage_rs,
1777                 DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1778                 DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1779
1780 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...)
1781 {
1782         unsigned int filter = SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1783
1784         if ((gfp_mask & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&nopage_rs))
1785                 return;
1786
1787         /*
1788          * This documents exceptions given to allocations in certain
1789          * contexts that are allowed to allocate outside current's set
1790          * of allowed nodes.
1791          */
1792         if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
1793                 if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
1794                     (current->flags & (PF_MEMALLOC | PF_EXITING)))
1795                         filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1796         if (in_interrupt() || !(gfp_mask & __GFP_WAIT))
1797                 filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1798
1799         if (fmt) {
1800                 struct va_format vaf;
1801                 va_list args;
1802
1803                 va_start(args, fmt);
1804
1805                 vaf.fmt = fmt;
1806                 vaf.va = &args;
1807
1808                 pr_warn("%pV", &vaf);
1809
1810                 va_end(args);
1811         }
1812
1813         pr_warn("%s: page allocation failure: order:%d, mode:0x%x\n",
1814                 current->comm, order, gfp_mask);
1815
1816         dump_stack();
1817         if (!should_suppress_show_mem())
1818                 show_mem(filter);
1819 }
1820
1821 static inline int
1822 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1823                                 unsigned long pages_reclaimed)
1824 {
1825         /* Do not loop if specifically requested */
1826         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1827                 return 0;
1828
1829         /*
1830          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1831          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1832          * implementations.
1833          */
1834         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1835                 return 1;
1836
1837         /*
1838          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1839          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1840          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1841          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1842          * allocation still fails, we stop retrying.
1843          */
1844         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1845                 return 1;
1846
1847         /*
1848          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1849          * explicitly requests that.
1850          */
1851         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1852                 return 1;
1853
1854         return 0;
1855 }
1856
1857 static inline struct page *
1858 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1859         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1860         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1861         int migratetype)
1862 {
1863         struct page *page;
1864
1865         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1866         if (!try_set_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1867                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1868                 return NULL;
1869         }
1870
1871         /*
1872          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1873          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1874          * we're still under heavy pressure.
1875          */
1876         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1877                 order, zonelist, high_zoneidx,
1878                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1879                 preferred_zone, migratetype);
1880         if (page)
1881                 goto out;
1882
1883         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
1884                 /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1885                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1886                         goto out;
1887                 /* The OOM killer does not needlessly kill tasks for lowmem */
1888                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
1889                         goto out;
1890                 /*
1891                  * GFP_THISNODE contains __GFP_NORETRY and we never hit this.
1892                  * Sanity check for bare calls of __GFP_THISNODE, not real OOM.
1893                  * The caller should handle page allocation failure by itself if
1894                  * it specifies __GFP_THISNODE.
1895                  * Note: Hugepage uses it but will hit PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER.
1896                  */
1897                 if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
1898                         goto out;
1899         }
1900         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1901         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order, nodemask);
1902
1903 out:
1904         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1905         return page;
1906 }
1907
1908 #ifdef CONFIG_COMPACTION
1909 /* Try memory compaction for high-order allocations before reclaim */
1910 static struct page *
1911 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1912         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1913         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1914         int migratetype, unsigned long *did_some_progress,
1915         bool sync_migration)
1916 {
1917         struct page *page;
1918
1919         if (!order || compaction_deferred(preferred_zone))
1920                 return NULL;
1921
1922         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1923         *did_some_progress = try_to_compact_pages(zonelist, order, gfp_mask,
1924                                                 nodemask, sync_migration);
1925         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1926         if (*did_some_progress != COMPACT_SKIPPED) {
1927
1928                 /* Page migration frees to the PCP lists but we want merging */
1929                 drain_pages(get_cpu());
1930                 put_cpu();
1931
1932                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask,
1933                                 order, zonelist, high_zoneidx,
1934                                 alloc_flags, preferred_zone,
1935                                 migratetype);
1936                 if (page) {
1937                         preferred_zone->compact_considered = 0;
1938                         preferred_zone->compact_defer_shift = 0;
1939                         count_vm_event(COMPACTSUCCESS);
1940                         return page;
1941                 }
1942
1943                 /*
1944                  * It's bad if compaction run occurs and fails.
1945                  * The most likely reason is that pages exist,
1946                  * but not enough to satisfy watermarks.
1947                  */
1948                 count_vm_event(COMPACTFAIL);
1949                 defer_compaction(preferred_zone);
1950
1951                 cond_resched();
1952         }
1953
1954         return NULL;
1955 }
1956 #else
1957 static inline struct page *
1958 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1959         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1960         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1961         int migratetype, unsigned long *did_some_progress,
1962         bool sync_migration)
1963 {
1964         return NULL;
1965 }
1966 #endif /* CONFIG_COMPACTION */
1967
1968 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1969 static inline struct page *
1970 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1971         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1972         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1973         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
1974 {
1975         struct page *page = NULL;
1976         struct reclaim_state reclaim_state;
1977         bool drained = false;
1978
1979         cond_resched();
1980
1981         /* We now go into synchronous reclaim */
1982         cpuset_memory_pressure_bump();
1983         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1984         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1985         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1986         current->reclaim_state = &reclaim_state;
1987
1988         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1989
1990         current->reclaim_state = NULL;
1991         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1992         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1993
1994         cond_resched();
1995
1996         if (unlikely(!(*did_some_progress)))
1997                 return NULL;
1998
1999         /* After successful reclaim, reconsider all zones for allocation */
2000         if (NUMA_BUILD)
2001                 zlc_clear_zones_full(zonelist);
2002
2003 retry:
2004         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2005                                         zonelist, high_zoneidx,
2006                                         alloc_flags, preferred_zone,
2007                                         migratetype);
2008
2009         /*
2010          * If an allocation failed after direct reclaim, it could be because
2011          * pages are pinned on the per-cpu lists. Drain them and try again
2012          */
2013         if (!page && !drained) {
2014                 drain_all_pages();
2015                 drained = true;
2016                 goto retry;
2017         }
2018
2019         return page;
2020 }
2021
2022 /*
2023  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
2024  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
2025  */
2026 static inline struct page *
2027 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2028         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2029         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2030         int migratetype)
2031 {
2032         struct page *page;
2033
2034         do {
2035                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2036                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
2037                         preferred_zone, migratetype);
2038
2039                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2040                         wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2041         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
2042
2043         return page;
2044 }
2045
2046 static inline
2047 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
2048                                                 enum zone_type high_zoneidx,
2049                                                 enum zone_type classzone_idx)
2050 {
2051         struct zoneref *z;
2052         struct zone *zone;
2053
2054         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
2055                 wakeup_kswapd(zone, order, classzone_idx);
2056 }
2057
2058 static inline int
2059 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
2060 {
2061         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
2062         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2063
2064         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
2065         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != (__force gfp_t) ALLOC_HIGH);
2066
2067         /*
2068          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
2069          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
2070          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
2071          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
2072          */
2073         alloc_flags |= (__force int) (gfp_mask & __GFP_HIGH);
2074
2075         if (!wait) {
2076                 /*
2077                  * Not worth trying to allocate harder for
2078                  * __GFP_NOMEMALLOC even if it can't schedule.
2079                  */
2080                 if  (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2081                         alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2082                 /*
2083                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
2084                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
2085                  */
2086                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
2087         } else if (unlikely(rt_task(current)) && !in_interrupt())
2088                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2089
2090         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
2091                 if (!in_interrupt() &&
2092                     ((current->flags & PF_MEMALLOC) ||
2093                      unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
2094                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2095         }
2096
2097         return alloc_flags;
2098 }
2099
2100 static inline struct page *
2101 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2102         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2103         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2104         int migratetype)
2105 {
2106         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2107         struct page *page = NULL;
2108         int alloc_flags;
2109         unsigned long pages_reclaimed = 0;
2110         unsigned long did_some_progress;
2111         bool sync_migration = false;
2112
2113         /*
2114          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
2115          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
2116          * be using allocators in order of preference for an area that is
2117          * too large.
2118          */
2119         if (order >= MAX_ORDER) {
2120                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
2121                 return NULL;
2122         }
2123
2124         /*
2125          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
2126          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
2127          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
2128          * using a larger set of nodes after it has established that the
2129          * allowed per node queues are empty and that nodes are
2130          * over allocated.
2131          */
2132         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
2133                 goto nopage;
2134
2135 restart:
2136         if (!(gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2137                 wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx,
2138                                                 zone_idx(preferred_zone));
2139
2140         /*
2141          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
2142          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
2143          * to how we want to proceed.
2144          */
2145         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
2146
2147         /*
2148          * Find the true preferred zone if the allocation is unconstrained by
2149          * cpusets.
2150          */
2151         if (!(alloc_flags & ALLOC_CPUSET) && !nodemask)
2152                 first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, NULL,
2153                                         &preferred_zone);
2154
2155 rebalance:
2156         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
2157         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
2158                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2159                         preferred_zone, migratetype);
2160         if (page)
2161                 goto got_pg;
2162
2163         /* Allocate without watermarks if the context allows */
2164         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
2165                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
2166                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2167                                 preferred_zone, migratetype);
2168                 if (page)
2169                         goto got_pg;
2170         }
2171
2172         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
2173         if (!wait)
2174                 goto nopage;
2175
2176         /* Avoid recursion of direct reclaim */
2177         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
2178                 goto nopage;
2179
2180         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
2181         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2182                 goto nopage;
2183
2184         /*
2185          * Try direct compaction. The first pass is asynchronous. Subsequent
2186          * attempts after direct reclaim are synchronous
2187          */
2188         page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2189                                         zonelist, high_zoneidx,
2190                                         nodemask,
2191                                         alloc_flags, preferred_zone,
2192                                         migratetype, &did_some_progress,
2193                                         sync_migration);
2194         if (page)
2195                 goto got_pg;
2196         sync_migration = true;
2197
2198         /* Try direct reclaim and then allocating */
2199         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
2200                                         zonelist, high_zoneidx,
2201                                         nodemask,
2202                                         alloc_flags, preferred_zone,
2203                                         migratetype, &did_some_progress);
2204         if (page)
2205                 goto got_pg;
2206
2207         /*
2208          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
2209          * running out of options and have to consider going OOM
2210          */
2211         if (!did_some_progress) {
2212                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
2213                         if (oom_killer_disabled)
2214                                 goto nopage;
2215                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
2216                                         zonelist, high_zoneidx,
2217                                         nodemask, preferred_zone,
2218                                         migratetype);
2219                         if (page)
2220                                 goto got_pg;
2221
2222                         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2223                                 /*
2224                                  * The oom killer is not called for high-order
2225                                  * allocations that may fail, so if no progress
2226                                  * is being made, there are no other options and
2227                                  * retrying is unlikely to help.
2228                                  */
2229                                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2230                                         goto nopage;
2231                                 /*
2232                                  * The oom killer is not called for lowmem
2233                                  * allocations to prevent needlessly killing
2234                                  * innocent tasks.
2235                                  */
2236                                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2237                                         goto nopage;
2238                         }
2239
2240                         goto restart;
2241                 }
2242         }
2243
2244         /* Check if we should retry the allocation */
2245         pages_reclaimed += did_some_progress;
2246         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
2247                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
2248                 wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2249                 goto rebalance;
2250         } else {
2251                 /*
2252                  * High-order allocations do not necessarily loop after
2253                  * direct reclaim and reclaim/compaction depends on compaction
2254                  * being called after reclaim so call directly if necessary
2255                  */
2256                 page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2257                                         zonelist, high_zoneidx,
2258                                         nodemask,
2259                                         alloc_flags, preferred_zone,
2260                                         migratetype, &did_some_progress,
2261                                         sync_migration);
2262                 if (page)
2263                         goto got_pg;
2264         }
2265
2266 nopage:
2267         warn_alloc_failed(gfp_mask, order, NULL);
2268         return page;
2269 got_pg:
2270         if (kmemcheck_enabled)
2271                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
2272         return page;
2273
2274 }
2275
2276 /*
2277  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
2278  */
2279 struct page *
2280 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2281                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
2282 {
2283         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
2284         struct zone *preferred_zone;
2285         struct page *page;
2286         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
2287
2288         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
2289
2290         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
2291
2292         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
2293
2294         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
2295                 return NULL;
2296
2297         /*
2298          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
2299          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
2300          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
2301          */
2302         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
2303                 return NULL;
2304
2305         get_mems_allowed();
2306         /* The preferred zone is used for statistics later */
2307         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx,
2308                                 nodemask ? : &cpuset_current_mems_allowed,
2309                                 &preferred_zone);
2310         if (!preferred_zone) {
2311                 put_mems_allowed();
2312                 return NULL;
2313         }
2314
2315         /* First allocation attempt */
2316         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
2317                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
2318                         preferred_zone, migratetype);
2319         if (unlikely(!page))
2320                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
2321                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2322                                 preferred_zone, migratetype);
2323         put_mems_allowed();
2324
2325         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
2326         return page;
2327 }
2328 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
2329
2330 /*
2331  * Common helper functions.
2332  */
2333 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2334 {
2335         struct page *page;
2336
2337         /*
2338          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
2339          * a highmem page
2340          */
2341         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
2342
2343         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
2344         if (!page)
2345                 return 0;
2346         return (unsigned long) page_address(page);
2347 }
2348 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2349
2350 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2351 {
2352         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2353 }
2354 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2355
2356 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
2357 {
2358         int i = pagevec_count(pvec);
2359
2360         while (--i >= 0) {
2361                 trace_mm_pagevec_free(pvec->pages[i], pvec->cold);
2362                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
2363         }
2364 }
2365
2366 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2367 {
2368         if (put_page_testzero(page)) {
2369                 if (order == 0)
2370                         free_hot_cold_page(page, 0);
2371                 else
2372                         __free_pages_ok(page, order);
2373         }
2374 }
2375
2376 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2377
2378 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2379 {
2380         if (addr != 0) {
2381                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2382                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2383         }
2384 }
2385
2386 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2387
2388 static void *make_alloc_exact(unsigned long addr, unsigned order, size_t size)
2389 {
2390         if (addr) {
2391                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2392                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2393
2394                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2395                 while (used < alloc_end) {
2396                         free_page(used);
2397                         used += PAGE_SIZE;
2398                 }
2399         }
2400         return (void *)addr;
2401 }
2402
2403 /**
2404  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2405  * @size: the number of bytes to allocate
2406  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2407  *
2408  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2409  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2410  * allocate memory in power-of-two pages.
2411  *
2412  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2413  *
2414  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2415  */
2416 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2417 {
2418         unsigned int order = get_order(size);
2419         unsigned long addr;
2420
2421         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2422         return make_alloc_exact(addr, order, size);
2423 }
2424 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2425
2426 /**
2427  * alloc_pages_exact_nid - allocate an exact number of physically-contiguous
2428  *                         pages on a node.
2429  * @nid: the preferred node ID where memory should be allocated
2430  * @size: the number of bytes to allocate
2431  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2432  *
2433  * Like alloc_pages_exact(), but try to allocate on node nid first before falling
2434  * back.
2435  * Note this is not alloc_pages_exact_node() which allocates on a specific node,
2436  * but is not exact.
2437  */
2438 void *alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask)
2439 {
2440         unsigned order = get_order(size);
2441         struct page *p = alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
2442         if (!p)
2443                 return NULL;
2444         return make_alloc_exact((unsigned long)page_address(p), order, size);
2445 }
2446 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact_nid);
2447
2448 /**
2449  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2450  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2451  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2452  *
2453  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2454  */
2455 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2456 {
2457         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2458         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2459
2460         while (addr < end) {
2461                 free_page(addr);
2462                 addr += PAGE_SIZE;
2463         }
2464 }
2465 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2466
2467 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
2468 {
2469         struct zoneref *z;
2470         struct zone *zone;
2471
2472         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2473         unsigned int sum = 0;
2474
2475         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2476
2477         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2478                 unsigned long size = zone->present_pages;
2479                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2480                 if (size > high)
2481                         sum += size - high;
2482         }
2483
2484         return sum;
2485 }
2486
2487 /*
2488  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
2489  */
2490 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
2491 {
2492         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2493 }
2494 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2495
2496 /*
2497  * Amount of free RAM allocatable within all zones
2498  */
2499 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
2500 {
2501         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2502 }
2503
2504 static inline void show_node(struct zone *zone)
2505 {
2506         if (NUMA_BUILD)
2507                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2508 }
2509
2510 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2511 {
2512         val->totalram = totalram_pages;
2513         val->sharedram = 0;
2514         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2515         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2516         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2517         val->freehigh = nr_free_highpages();
2518         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2519 }
2520
2521 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2522
2523 #ifdef CONFIG_NUMA
2524 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2525 {
2526         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2527
2528         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2529         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2530 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2531         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2532         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2533                         NR_FREE_PAGES);
2534 #else
2535         val->totalhigh = 0;
2536         val->freehigh = 0;
2537 #endif
2538         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2539 }
2540 #endif
2541
2542 /*
2543  * Determine whether the node should be displayed or not, depending on whether
2544  * SHOW_MEM_FILTER_NODES was passed to show_free_areas().
2545  */
2546 bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid)
2547 {
2548         bool ret = false;
2549
2550         if (!(flags & SHOW_MEM_FILTER_NODES))
2551                 goto out;
2552
2553         get_mems_allowed();
2554         ret = !node_isset(nid, cpuset_current_mems_allowed);
2555         put_mems_allowed();
2556 out:
2557         return ret;
2558 }
2559
2560 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2561
2562 /*
2563  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2564  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2565  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2566  * Suppresses nodes that are not allowed by current's cpuset if
2567  * SHOW_MEM_FILTER_NODES is passed.
2568  */
2569 void show_free_areas(unsigned int filter)
2570 {
2571         int cpu;
2572         struct zone *zone;
2573
2574         for_each_populated_zone(zone) {
2575                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2576                         continue;
2577                 show_node(zone);
2578                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2579
2580                 for_each_online_cpu(cpu) {
2581                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2582
2583                         pageset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
2584
2585                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2586                                cpu, pageset->pcp.high,
2587                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2588                 }
2589         }
2590
2591         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
2592                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
2593                 " unevictable:%lu"
2594                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2595                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
2596                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2597                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2598                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2599                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
2600                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2601                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2602                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
2603                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2604                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2605                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2606                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2607                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2608                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
2609                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2610                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2611                 global_page_state(NR_SHMEM),
2612                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2613                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2614
2615         for_each_populated_zone(zone) {
2616                 int i;
2617
2618                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2619                         continue;
2620                 show_node(zone);
2621                 printk("%s"
2622                         " free:%lukB"
2623                         " min:%lukB"
2624                         " low:%lukB"
2625                         " high:%lukB"
2626                         " active_anon:%lukB"
2627                         " inactive_anon:%lukB"
2628                         " active_file:%lukB"
2629                         " inactive_file:%lukB"
2630                         " unevictable:%lukB"
2631                         " isolated(anon):%lukB"
2632                         " isolated(file):%lukB"
2633                         " present:%lukB"
2634                         " mlocked:%lukB"
2635                         " dirty:%lukB"
2636                         " writeback:%lukB"
2637                         " mapped:%lukB"
2638                         " shmem:%lukB"
2639                         " slab_reclaimable:%lukB"
2640                         " slab_unreclaimable:%lukB"
2641                         " kernel_stack:%lukB"
2642                         " pagetables:%lukB"
2643                         " unstable:%lukB"
2644                         " bounce:%lukB"
2645                         " writeback_tmp:%lukB"
2646                         " pages_scanned:%lu"
2647                         " all_unreclaimable? %s"
2648                         "\n",
2649                         zone->name,
2650                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2651                         K(min_wmark_pages(zone)),
2652                         K(low_wmark_pages(zone)),
2653                         K(high_wmark_pages(zone)),
2654                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2655                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2656                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2657                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2658                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2659                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
2660                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
2661                         K(zone->present_pages),
2662                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
2663                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
2664                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
2665                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
2666                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
2667                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
2668                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
2669                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
2670                                 THREAD_SIZE / 1024,
2671                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
2672                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
2673                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
2674                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
2675                         zone->pages_scanned,
2676                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
2677                         );
2678                 printk("lowmem_reserve[]:");
2679                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2680                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2681                 printk("\n");
2682         }
2683
2684         for_each_populated_zone(zone) {
2685                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2686
2687                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2688                         continue;
2689                 show_node(zone);
2690                 printk("%s: ", zone->name);
2691
2692                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2693                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2694                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2695                         total += nr[order] << order;
2696                 }
2697                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2698                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2699                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2700                 printk("= %lukB\n", K(total));
2701         }
2702
2703         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2704
2705         show_swap_cache_info();
2706 }
2707
2708 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2709 {
2710         zoneref->zone = zone;
2711         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2712 }
2713
2714 /*
2715  * Builds allocation fallback zone lists.
2716  *
2717  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2718  */
2719 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2720                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2721 {
2722         struct zone *zone;
2723
2724         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2725         zone_type++;
2726
2727         do {
2728                 zone_type--;
2729                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2730                 if (populated_zone(zone)) {
2731                         zoneref_set_zone(zone,
2732                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2733                         check_highest_zone(zone_type);
2734                 }
2735
2736         } while (zone_type);
2737         return nr_zones;
2738 }
2739
2740
2741 /*
2742  *  zonelist_order:
2743  *  0 = automatic detection of better ordering.
2744  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2745  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2746  *
2747  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2748  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2749  */
2750 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2751 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2752 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2753
2754 /* zonelist order in the kernel.
2755  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2756  */
2757 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2758 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2759
2760
2761 #ifdef CONFIG_NUMA
2762 /* The value user specified ....changed by config */
2763 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2764 /* string for sysctl */
2765 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2766 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2767
2768 /*
2769  * interface for configure zonelist ordering.
2770  * command line option "numa_zonelist_order"
2771  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2772  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2773  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2774  */
2775
2776 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2777 {
2778         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2779                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2780         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2781                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2782         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2783                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2784         } else {
2785                 printk(KERN_WARNING
2786                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2787                         "%s\n", s);
2788                 return -EINVAL;
2789         }
2790         return 0;
2791 }
2792
2793 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2794 {
2795         int ret;
2796
2797         if (!s)
2798                 return 0;
2799
2800         ret = __parse_numa_zonelist_order(s);
2801         if (ret == 0)
2802                 strlcpy(numa_zonelist_order, s, NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2803
2804         return ret;
2805 }
2806 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2807
2808 /*
2809  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2810  */
2811 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2812                 void __user *buffer, size_t *length,
2813                 loff_t *ppos)
2814 {
2815         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2816         int ret;
2817         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
2818
2819         mutex_lock(&zl_order_mutex);
2820         if (write)
2821                 strcpy(saved_string, (char*)table->data);
2822         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
2823         if (ret)
2824                 goto out;
2825         if (write) {
2826                 int oldval = user_zonelist_order;
2827                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2828                         /*
2829                          * bogus value.  restore saved string
2830                          */
2831                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2832                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2833                         user_zonelist_order = oldval;
2834                 } else if (oldval != user_zonelist_order) {
2835                         mutex_lock(&zonelists_mutex);
2836                         build_all_zonelists(NULL);
2837                         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
2838                 }
2839         }
2840 out:
2841         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
2842         return ret;
2843 }
2844
2845
2846 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
2847 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2848
2849 /**
2850  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2851  * @node: node whose fallback list we're appending
2852  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2853  *
2854  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2855  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2856  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2857  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2858  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2859  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2860  * on them otherwise.
2861  * It returns -1 if no node is found.
2862  */
2863 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2864 {
2865         int n, val;
2866         int min_val = INT_MAX;
2867         int best_node = -1;
2868         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2869
2870         /* Use the local node if we haven't already */
2871         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2872                 node_set(node, *used_node_mask);
2873                 return node;
2874         }
2875
2876         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2877
2878                 /* Don't want a node to appear more than once */
2879                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2880                         continue;
2881
2882                 /* Use the distance array to find the distance */
2883                 val = node_distance(node, n);
2884
2885                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2886                 val += (n < node);
2887
2888                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2889                 tmp = cpumask_of_node(n);
2890                 if (!cpumask_empty(tmp))
2891                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2892
2893                 /* Slight preference for less loaded node */
2894                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2895                 val += node_load[n];
2896
2897                 if (val < min_val) {
2898                         min_val = val;
2899                         best_node = n;
2900                 }
2901         }
2902
2903         if (best_node >= 0)
2904                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2905
2906         return best_node;
2907 }
2908
2909
2910 /*
2911  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2912  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2913  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2914  */
2915 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2916 {
2917         int j;
2918         struct zonelist *zonelist;
2919
2920         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2921         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2922                 ;
2923         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2924                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2925         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2926         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2927 }
2928
2929 /*
2930  * Build gfp_thisnode zonelists
2931  */
2932 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2933 {
2934         int j;
2935         struct zonelist *zonelist;
2936
2937         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2938         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2939         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2940         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2941 }
2942
2943 /*
2944  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2945  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2946  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2947  * may still exist in local DMA zone.
2948  */
2949 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2950
2951 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2952 {
2953         int pos, j, node;
2954         int zone_type;          /* needs to be signed */
2955         struct zone *z;
2956         struct zonelist *zonelist;
2957
2958         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2959         pos = 0;
2960         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2961                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2962                         node = node_order[j];
2963                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2964                         if (populated_zone(z)) {
2965                                 zoneref_set_zone(z,
2966                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2967                                 check_highest_zone(zone_type);
2968                         }
2969                 }
2970         }
2971         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2972         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2973 }
2974
2975 static int default_zonelist_order(void)
2976 {
2977         int nid, zone_type;
2978         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2979         struct zone *z;
2980         int average_size;
2981         /*
2982          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the system.
2983          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2984          * into OOM very easily.
2985          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and configures zone order.
2986          */
2987         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2988         low_kmem_size = 0;
2989         total_size = 0;
2990         for_each_online_node(nid) {
2991                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2992                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2993                         if (populated_zone(z)) {
2994                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2995                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2996                                 total_size += z->present_pages;
2997                         } else if (zone_type == ZONE_NORMAL) {
2998                                 /*
2999                                  * If any node has only lowmem, then node order
3000                                  * is preferred to allow kernel allocations
3001                                  * locally; otherwise, they can easily infringe
3002                                  * on other nodes when there is an abundance of
3003                                  * lowmem available to allocate from.
3004                                  */
3005                                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3006                         }
3007                 }
3008         }
3009         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
3010             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
3011                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3012         /*
3013          * look into each node's config.
3014          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
3015          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
3016          */
3017         average_size = total_size /
3018                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
3019         for_each_online_node(nid) {
3020                 low_kmem_size = 0;
3021                 total_size = 0;
3022                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3023                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3024                         if (populated_zone(z)) {
3025                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3026                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3027                                 total_size += z->present_pages;
3028                         }
3029                 }
3030                 if (low_kmem_size &&
3031                     total_size > average_size && /* ignore small node */
3032                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
3033                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
3034         }
3035         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
3036 }
3037
3038 static void set_zonelist_order(void)
3039 {
3040         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
3041                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
3042         else
3043                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
3044 }
3045
3046 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3047 {
3048         int j, node, load;
3049         enum zone_type i;
3050         nodemask_t used_mask;
3051         int local_node, prev_node;
3052         struct zonelist *zonelist;
3053         int order = current_zonelist_order;
3054
3055         /* initialize zonelists */
3056         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
3057                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
3058                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
3059                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
3060         }
3061
3062         /* NUMA-aware ordering of nodes */
3063         local_node = pgdat->node_id;
3064         load = nr_online_nodes;
3065         prev_node = local_node;
3066         nodes_clear(used_mask);
3067
3068         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
3069         j = 0;
3070
3071         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
3072                 int distance = node_distance(local_node, node);
3073
3074                 /*
3075                  * If another node is sufficiently far away then it is better
3076                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
3077                  */
3078                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
3079                         zone_reclaim_mode = 1;
3080
3081                 /*
3082                  * We don't want to pressure a particular node.
3083                  * So adding penalty to the first node in same
3084                  * distance group to make it round-robin.
3085                  */
3086                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
3087                         node_load[node] = load;
3088
3089                 prev_node = node;
3090                 load--;
3091                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
3092                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
3093                 else
3094                         node_order[j++] = node; /* remember order */
3095         }
3096
3097         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
3098                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
3099                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
3100         }
3101
3102         build_thisnode_zonelists(pgdat);
3103 }
3104
3105 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
3106 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3107 {
3108         struct zonelist *zonelist;
3109         struct zonelist_cache *zlc;
3110         struct zoneref *z;
3111
3112         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3113         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
3114         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
3115         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
3116                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
3117 }
3118
3119 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3120 /*
3121  * Return node id of node used for "local" allocations.
3122  * I.e., first node id of first zone in arg node's generic zonelist.
3123  * Used for initializing percpu 'numa_mem', which is used primarily
3124  * for kernel allocations, so use GFP_KERNEL flags to locate zonelist.
3125  */
3126 int local_memory_node(int node)
3127 {
3128         struct zone *zone;
3129
3130         (void)first_zones_zonelist(node_zonelist(node, GFP_KERNEL),
3131                                    gfp_zone(GFP_KERNEL),
3132                                    NULL,
3133                                    &zone);
3134         return zone->node;
3135 }
3136 #endif
3137
3138 #else   /* CONFIG_NUMA */
3139
3140 static void set_zonelist_order(void)
3141 {
3142         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3143 }
3144
3145 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3146 {
3147         int node, local_node;
3148         enum zone_type j;
3149         struct zonelist *zonelist;
3150
3151         local_node = pgdat->node_id;
3152
3153         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3154         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
3155
3156         /*
3157          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
3158          * of all the other nodes.
3159          * We don't want to pressure a particular node, so when
3160          * building the zones for node N, we make sure that the
3161          * zones coming right after the local ones are those from
3162          * node N+1 (modulo N)
3163          */
3164         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
3165                 if (!node_online(node))
3166                         continue;
3167                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3168                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3169         }
3170         for (node = 0; node < local_node; node++) {
3171                 if (!node_online(node))
3172                         continue;
3173                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3174                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3175         }
3176
3177         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3178         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3179 }
3180
3181 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
3182 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3183 {
3184         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
3185 }
3186
3187 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3188
3189 /*
3190  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
3191  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
3192  * that an item put on a list will immediately be handed over to
3193  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
3194  * with interrupts disabled.
3195  *
3196  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
3197  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
3198  * hotplugged processors.
3199  *
3200  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
3201  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
3202  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
3203  */
3204 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
3205 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
3206 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone);
3207
3208 /*
3209  * Global mutex to protect against size modification of zonelists
3210  * as well as to serialize pageset setup for the new populated zone.
3211  */
3212 DEFINE_MUTEX(zonelists_mutex);
3213
3214 /* return values int ....just for stop_machine() */
3215 static __init_refok int __build_all_zonelists(void *data)
3216 {
3217         int nid;
3218         int cpu;
3219
3220 #ifdef CONFIG_NUMA
3221         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
3222 #endif
3223         for_each_online_node(nid) {
3224                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3225
3226                 build_zonelists(pgdat);
3227                 build_zonelist_cache(pgdat);
3228         }
3229
3230         /*
3231          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
3232          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
3233          * each zone will be allocated later when the per cpu
3234          * allocator is available.
3235          *
3236          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
3237          * cpus if the system is already booted because the pagesets
3238          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
3239          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
3240          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
3241          * (a chicken-egg dilemma).
3242          */
3243         for_each_possible_cpu(cpu) {
3244                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
3245
3246 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3247                 /*
3248                  * We now know the "local memory node" for each node--
3249                  * i.e., the node of the first zone in the generic zonelist.
3250                  * Set up numa_mem percpu variable for on-line cpus.  During
3251                  * boot, only the boot cpu should be on-line;  we'll init the
3252                  * secondary cpus' numa_mem as they come on-line.  During
3253                  * node/memory hotplug, we'll fixup all on-line cpus.
3254                  */
3255                 if (cpu_online(cpu))
3256                         set_cpu_numa_mem(cpu, local_memory_node(cpu_to_node(cpu)));
3257 #endif
3258         }
3259
3260         return 0;
3261 }
3262
3263 /*
3264  * Called with zonelists_mutex held always
3265  * unless system_state == SYSTEM_BOOTING.
3266  */
3267 void __ref build_all_zonelists(void *data)
3268 {
3269         set_zonelist_order();
3270
3271         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
3272                 __build_all_zonelists(NULL);
3273                 mminit_verify_zonelist();
3274                 cpuset_init_current_mems_allowed();
3275         } else {
3276                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
3277                    of zonelist */
3278 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3279                 if (data)
3280                         setup_zone_pageset((struct zone *)data);
3281 #endif
3282                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
3283                 /* cpuset refresh routine should be here */
3284         }
3285         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
3286         /*
3287          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
3288          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
3289          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
3290          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
3291          * disabled and enable it later
3292          */
3293         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
3294                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
3295         else
3296                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
3297
3298         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
3299                 "Total pages: %ld\n",
3300                         nr_online_nodes,
3301                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
3302                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
3303                         vm_total_pages);
3304 #ifdef CONFIG_NUMA
3305         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
3306 #endif
3307 }
3308
3309 /*
3310  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
3311  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
3312  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
3313  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
3314  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
3315  * conservative, even though it seems large.
3316  *
3317  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
3318  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
3319  */
3320 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
3321
3322 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3323 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3324 {
3325         unsigned long size = 1;
3326
3327         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
3328
3329         while (size < pages)
3330                 size <<= 1;
3331
3332         /*
3333          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
3334          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
3335          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
3336          */
3337         size = min(size, 4096UL);
3338
3339         return max(size, 4UL);
3340 }
3341 #else
3342 /*
3343  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
3344  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
3345  *
3346  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
3347  *
3348  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
3349  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
3350  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
3351  *
3352  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
3353  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
3354  *
3355  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
3356  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
3357  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
3358  */
3359 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3360 {
3361         return 4096UL;
3362 }
3363 #endif
3364
3365 /*
3366  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
3367  * to extract the more random high bits from the multiplicative
3368  * hash function before the remainder is taken.
3369  */
3370 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
3371 {
3372         return ffz(~size);
3373 }
3374
3375 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
3376
3377 /*
3378  * Check if a pageblock contains reserved pages
3379  */
3380 static int pageblock_is_reserved(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3381 {
3382         unsigned long pfn;
3383
3384         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3385                 if (!pfn_valid_within(pfn) || PageReserved(pfn_to_page(pfn)))
3386                         return 1;
3387         }
3388         return 0;
3389 }
3390
3391 /*
3392  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
3393  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
3394  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
3395  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
3396  * blocks as reclaim kicks in
3397  */
3398 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
3399 {
3400         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn, block_end_pfn;
3401         struct page *page;
3402         unsigned long block_migratetype;
3403         int reserve;
3404
3405         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
3406         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
3407         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
3408         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
3409                                                         pageblock_order;
3410
3411         /*
3412          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
3413          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
3414          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
3415          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
3416          * future allocation of hugepages at runtime.
3417          */
3418         reserve = min(2, reserve);
3419
3420         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
3421                 if (!pfn_valid(pfn))
3422                         continue;
3423                 page = pfn_to_page(pfn);
3424
3425                 /* Watch out for overlapping nodes */
3426                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
3427                         continue;
3428
3429                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
3430                 block_end_pfn = min(pfn + pageblock_nr_pages, end_pfn);
3431                 if (pageblock_is_reserved(pfn, block_end_pfn))
3432                         continue;
3433
3434                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
3435
3436                 /* If this block is reserved, account for it */
3437                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3438                         reserve--;
3439                         continue;
3440                 }
3441
3442                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
3443                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
3444                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
3445                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
3446                         reserve--;
3447                         continue;
3448                 }
3449
3450                 /*
3451                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
3452                  * take it back
3453                  */
3454                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3455                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3456                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
3457                 }
3458         }
3459 }
3460
3461 /*
3462  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
3463  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
3464  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
3465  */
3466 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
3467                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
3468 {
3469         struct page *page;
3470         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
3471         unsigned long pfn;
3472         struct zone *z;
3473
3474         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
3475                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
3476
3477         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
3478         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3479                 /*
3480                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
3481                  * handed to this function.  They do not
3482                  * exist on hotplugged memory.
3483                  */
3484                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
3485                         if (!early_pfn_valid(pfn))
3486                                 continue;
3487                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
3488                                 continue;
3489                 }
3490                 page = pfn_to_page(pfn);
3491                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
3492                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
3493                 init_page_count(page);
3494                 reset_page_mapcount(page);
3495                 SetPageReserved(page);
3496                 /*
3497                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
3498                  * movable at startup. This will force kernel allocations
3499                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
3500                  * the address space during boot when many long-lived
3501                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
3502                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
3503                  * setup_zone_migrate_reserve()
3504                  *
3505                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
3506                  * can be created for invalid pages (for alignment)
3507                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
3508                  * pfn out of zone.
3509                  */
3510                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
3511                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
3512                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
3513                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3514
3515                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
3516 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
3517                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3518                 if (!is_highmem_idx(zone))
3519                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3520 #endif
3521         }
3522 }
3523
3524 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3525 {
3526         int order, t;
3527         for_each_migratetype_order(order, t) {
3528                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3529                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3530         }
3531 }
3532
3533 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3534 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3535         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3536 #endif
3537
3538 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
3539 {
3540 #ifdef CONFIG_MMU
3541         int batch;
3542
3543         /*
3544          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3545          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
3546          *
3547          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
3548          */
3549         batch = zone->present_pages / 1024;
3550         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
3551                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
3552         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
3553         if (batch < 1)
3554                 batch = 1;
3555
3556         /*
3557          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
3558          * of 2 value was found to be more likely to have
3559          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
3560          *
3561          * For example if 2 tasks are alternately allocating
3562          * batches of pages, one task can end up with a lot
3563          * of pages of one half of the possible page colors
3564          * and the other with pages of the other colors.
3565          */
3566         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
3567
3568         return batch;
3569
3570 #else
3571         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
3572          * conditions.
3573          *
3574          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
3575          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
3576          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
3577          *
3578          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
3579          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
3580          * can be a significant delay between the individual batches being
3581          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
3582          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
3583          */
3584         return 0;
3585 #endif
3586 }
3587
3588 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
3589 {
3590         struct per_cpu_pages *pcp;
3591         int migratetype;
3592
3593         memset(p, 0, sizeof(*p));
3594
3595         pcp = &p->pcp;
3596         pcp->count = 0;
3597         pcp->high = 6 * batch;
3598         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
3599         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
3600                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
3601 }
3602
3603 /*
3604  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
3605  * to the value high for the pageset p.
3606  */
3607
3608 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
3609                                 unsigned long high)
3610 {
3611         struct per_cpu_pages *pcp;
3612
3613         pcp = &p->pcp;
3614         pcp->high = high;
3615         pcp->batch = max(1UL, high/4);
3616         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
3617                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
3618 }
3619
3620 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone)
3621 {
3622         int cpu;
3623
3624         zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
3625
3626         for_each_possible_cpu(cpu) {
3627                 struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3628
3629                 setup_pageset(pcp, zone_batchsize(zone));
3630
3631                 if (percpu_pagelist_fraction)
3632                         setup_pagelist_highmark(pcp,
3633                                 (zone->present_pages /
3634                                         percpu_pagelist_fraction));
3635         }
3636 }
3637
3638 /*
3639  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
3640  * Before this call only boot pagesets were available.
3641  */
3642 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
3643 {
3644         struct zone *zone;
3645
3646         for_each_populated_zone(zone)
3647                 setup_zone_pageset(zone);
3648 }
3649
3650 static noinline __init_refok
3651 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3652 {
3653         int i;
3654         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3655         size_t alloc_size;
3656
3657         /*
3658          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3659          * per zone.
3660          */
3661         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3662                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3663         zone->wait_table_bits =
3664                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3665         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3666                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3667
3668         if (!slab_is_available()) {
3669                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3670                         alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, alloc_size);
3671         } else {
3672                 /*
3673                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3674                  * via memory hot-add.
3675                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3676                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3677                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3678                  * node itself as well.
3679                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3680                  * necessary.
3681                  */
3682                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3683         }
3684         if (!zone->wait_table)
3685                 return -ENOMEM;
3686
3687         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3688                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3689
3690         return 0;
3691 }
3692
3693 static int __zone_pcp_update(void *data)
3694 {
3695         struct zone *zone = data;
3696         int cpu;
3697         unsigned long batch = zone_batchsize(zone), flags;
3698
3699         for_each_possible_cpu(cpu) {
3700                 struct per_cpu_pageset *pset;
3701                 struct per_cpu_pages *pcp;
3702
3703                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3704                 pcp = &pset->pcp;
3705
3706                 local_irq_save(flags);
3707                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
3708                 setup_pageset(pset, batch);
3709                 local_irq_restore(flags);
3710         }
3711         return 0;
3712 }
3713
3714 void zone_pcp_update(struct zone *zone)
3715 {
3716         stop_machine(__zone_pcp_update, zone, NULL);
3717 }
3718
3719 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3720 {
3721         /*
3722          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
3723          * relies on the ability of the linker to provide the
3724          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
3725          */
3726         zone->pageset = &boot_pageset;
3727
3728         if (zone->present_pages)
3729                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
3730                         zone->name, zone->present_pages,
3731                                          zone_batchsize(zone));
3732 }
3733
3734 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3735                                         unsigned long zone_start_pfn,
3736                                         unsigned long size,
3737                                         enum memmap_context context)
3738 {
3739         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3740         int ret;
3741         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3742         if (ret)
3743                 return ret;
3744         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3745
3746         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3747
3748         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3749                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3750                         pgdat->node_id,
3751                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3752                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3753
3754         zone_init_free_lists(zone);
3755
3756         return 0;
3757 }
3758
3759 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3760 /*
3761  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3762  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3763  */
3764 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3765 {
3766         int i;
3767
3768         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3769                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3770                         return i;
3771
3772         return -1;
3773 }
3774
3775 /*
3776  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3777  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3778  */
3779 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3780 {
3781         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3782                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3783                         return index;
3784
3785         return -1;
3786 }
3787
3788 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3789 /*
3790  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3791  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3792  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3793  * alternative
3794  */
3795 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3796 {
3797         int i;
3798
3799         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3800                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3801                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3802
3803                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3804                         return early_node_map[i].nid;
3805         }
3806         /* This is a memory hole */
3807         return -1;
3808 }
3809 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3810
3811 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3812 {
3813         int nid;
3814
3815         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3816         if (nid >= 0)
3817                 return nid;
3818         /* just returns 0 */
3819         return 0;
3820 }
3821
3822 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3823 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3824 {
3825         int nid;
3826
3827         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3828         if (nid >= 0 && nid != node)
3829                 return false;
3830         return true;
3831 }
3832 #endif
3833
3834 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3835 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3836         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3837                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3838
3839 /**
3840  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3841  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3842  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3843  *
3844  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3845  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3846  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3847  */
3848 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3849                                                 unsigned long max_low_pfn)
3850 {
3851         int i;
3852
3853         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3854                 unsigned long size_pages = 0;
3855                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3856
3857                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3858                         continue;
3859
3860                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3861                         end_pfn = max_low_pfn;
3862
3863                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3864                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3865                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3866                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3867         }
3868 }
3869
3870 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK
3871 /*
3872  * Basic iterator support. Return the last range of PFNs for a node
3873  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns last region regardless of node
3874  */
3875 static int __meminit last_active_region_index_in_nid(int nid)
3876 {
3877         int i;
3878
3879         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i >= 0; i--)
3880                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3881                         return i;
3882
3883         return -1;
3884 }
3885
3886 /*
3887  * Basic iterator support. Return the previous active range of PFNs for a node
3888  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3889  */
3890 static int __meminit previous_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3891 {
3892         for (index = index - 1; index >= 0; index--)
3893                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3894                         return index;
3895
3896         return -1;
3897 }
3898
3899 #define for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) \
3900         for (i = last_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3901                                 i = previous_active_region_index_in_nid(i, nid))
3902
3903 u64 __init find_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
3904                                         u64 goal, u64 limit)
3905 {
3906         int i;
3907
3908         /* Need to go over early_node_map to find out good range for node */
3909         for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) {
3910                 u64 addr;
3911                 u64 ei_start, ei_last;
3912                 u64 final_start, final_end;
3913
3914                 ei_last = early_node_map[i].end_pfn;
3915                 ei_last <<= PAGE_SHIFT;
3916                 ei_start = early_node_map[i].start_pfn;
3917                 ei_start <<= PAGE_SHIFT;
3918
3919                 final_start = max(ei_start, goal);
3920                 final_end = min(ei_last, limit);
3921
3922                 if (final_start >= final_end)
3923                         continue;
3924
3925                 addr = memblock_find_in_range(final_start, final_end, size, align);
3926
3927                 if (addr == MEMBLOCK_ERROR)
3928                         continue;
3929
3930                 return addr;
3931         }
3932
3933         return MEMBLOCK_ERROR;
3934 }
3935 #endif
3936
3937 int __init add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
3938                                    int nr_range, int nid)
3939 {
3940         int i;
3941         u64 start, end;
3942
3943         /* need to go over early_node_map to find out good range for node */
3944         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3945                 start = early_node_map[i].start_pfn;
3946                 end = early_node_map[i].end_pfn;
3947                 nr_range = add_range(range, az, nr_range, start, end);
3948         }
3949         return nr_range;
3950 }
3951
3952 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3953 {
3954         int i;
3955         int ret;
3956
3957         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3958                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3959                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3960                 if (ret)
3961                         break;
3962         }
3963 }
3964 /**
3965  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3966  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3967  *
3968  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3969  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3970  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3971  */
3972 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3973 {
3974         int i;
3975
3976         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3977                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3978                                 early_node_map[i].start_pfn,
3979                                 early_node_map[i].end_pfn);
3980 }
3981
3982 /**
3983  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3984  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3985  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3986  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3987  *
3988  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3989  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3990  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3991  * PFNs will be 0.
3992  */
3993 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3994                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3995 {
3996         int i;
3997         *start_pfn = -1UL;
3998         *end_pfn = 0;
3999
4000         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4001                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4002                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
4003         }
4004
4005         if (*start_pfn == -1UL)
4006                 *start_pfn = 0;
4007 }
4008
4009 /*
4010  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
4011  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
4012  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
4013  */
4014 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
4015 {
4016         int zone_index;
4017         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
4018                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
4019                         continue;
4020
4021                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
4022                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
4023                         break;
4024         }
4025
4026         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
4027         movable_zone = zone_index;
4028 }
4029
4030 /*
4031  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
4032  * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
4033  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
4034  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
4035  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
4036  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
4037  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
4038  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
4039  */
4040 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
4041                                         unsigned long zone_type,
4042                                         unsigned long node_start_pfn,
4043                                         unsigned long node_end_pfn,
4044                                         unsigned long *zone_start_pfn,
4045                                         unsigned long *zone_end_pfn)
4046 {
4047         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
4048         if (zone_movable_pfn[nid]) {
4049                 /* Size ZONE_MOVABLE */
4050                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
4051                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4052                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
4053                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
4054
4055                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
4056                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
4057                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
4058                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4059
4060                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
4061                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
4062                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
4063         }
4064 }
4065
4066 /*
4067  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
4068  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
4069  */
4070 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4071                                         unsigned long zone_type,
4072                                         unsigned long *ignored)
4073 {
4074         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4075         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4076
4077         /* Get the start and end of the node and zone */
4078         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4079         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4080         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4081         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4082                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
4083                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4084
4085         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
4086         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
4087                 return 0;
4088
4089         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
4090         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
4091         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
4092
4093         /* Return the spanned pages */
4094         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
4095 }
4096
4097 /*
4098  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
4099  * then all holes in the requested range will be accounted for.
4100  */
4101 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
4102                                 unsigned long range_start_pfn,
4103                                 unsigned long range_end_pfn)
4104 {
4105         int i = 0;
4106         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
4107         unsigned long start_pfn;
4108
4109         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
4110         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
4111         if (i == -1)
4112                 return 0;
4113
4114         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4115
4116         /* Account for ranges before physical memory on this node */
4117         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
4118                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
4119
4120         /* Find all holes for the zone within the node */
4121         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
4122
4123                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
4124                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
4125                         break;
4126
4127                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
4128                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4129                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
4130
4131                 /* Update the hole size cound and move on */
4132                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
4133                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
4134                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
4135                 }
4136                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4137         }
4138
4139         /* Account for ranges past physical memory on this node */
4140         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
4141                 hole_pages += range_end_pfn -
4142                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
4143
4144         return hole_pages;
4145 }
4146
4147 /**
4148  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
4149  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
4150  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
4151  *
4152  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
4153  */
4154 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
4155                                                         unsigned long end_pfn)
4156 {
4157         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
4158 }
4159
4160 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
4161 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4162                                         unsigned long zone_type,
4163                                         unsigned long *ignored)
4164 {
4165         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4166         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4167
4168         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4169         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
4170                                                         node_start_pfn);
4171         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
4172                                                         node_end_pfn);
4173
4174         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4175                         node_start_pfn, node_end_pfn,
4176                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4177         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
4178 }
4179
4180 #else
4181 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4182                                         unsigned long zone_type,
4183                                         unsigned long *zones_size)
4184 {
4185         return zones_size[zone_type];
4186 }
4187
4188 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4189                                                 unsigned long zone_type,
4190                                                 unsigned long *zholes_size)
4191 {
4192         if (!zholes_size)
4193                 return 0;
4194
4195         return zholes_size[zone_type];
4196 }
4197
4198 #endif
4199
4200 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
4201                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4202 {
4203         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
4204         enum zone_type i;
4205
4206         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4207                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4208                                                                 zones_size);
4209         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
4210
4211         realtotalpages = totalpages;
4212         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4213                 realtotalpages -=
4214                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4215                                                                 zholes_size);
4216         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
4217         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
4218                                                         realtotalpages);
4219 }
4220
4221 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
4222 /*
4223  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
4224  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
4225  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
4226  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
4227  * bytes.
4228  */
4229 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
4230 {
4231         unsigned long usemapsize;
4232
4233         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
4234         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
4235         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
4236         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
4237
4238         return usemapsize / 8;
4239 }
4240
4241 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4242                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
4243 {
4244         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
4245         zone->pageblock_flags = NULL;
4246         if (usemapsize)
4247                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat,
4248                                                                    usemapsize);
4249 }
4250 #else
4251 static inline void setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4252                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
4253 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4254
4255 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
4256
4257 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
4258 static inline int pageblock_default_order(void)
4259 {
4260         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
4261                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
4262
4263         return MAX_ORDER-1;
4264 }
4265
4266 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
4267 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
4268 {
4269         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
4270         if (pageblock_order)
4271                 return;
4272
4273         /*
4274          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
4275          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
4276          */
4277         pageblock_order = order;
4278 }
4279 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4280
4281 /*
4282  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
4283  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
4284  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
4285  * pageblock_order based on the kernel config
4286  */
4287 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
4288 {
4289         return MAX_ORDER-1;
4290 }
4291 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
4292
4293 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4294
4295 /*
4296  * Set up the zone data structures:
4297  *   - mark all pages reserved
4298  *   - mark all memory queues empty
4299  *   - clear the memory bitmaps
4300  */
4301 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
4302                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4303 {
4304         enum zone_type j;
4305         int nid = pgdat->node_id;
4306         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
4307         int ret;
4308
4309         pgdat_resize_init(pgdat);
4310         pgdat->nr_zones = 0;
4311         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
4312         pgdat->kswapd_max_order = 0;
4313         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
4314         
4315         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4316                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4317                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
4318                 enum lru_list l;
4319
4320                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
4321                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
4322                                                                 zholes_size);
4323
4324                 /*
4325                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
4326                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
4327                  * and per-cpu initialisations
4328                  */
4329                 memmap_pages =
4330                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
4331                 if (realsize >= memmap_pages) {
4332                         realsize -= memmap_pages;
4333                         if (memmap_pages)
4334                                 printk(KERN_DEBUG
4335                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
4336                                        zone_names[j], memmap_pages);
4337                 } else
4338                         printk(KERN_WARNING
4339                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
4340                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
4341
4342                 /* Account for reserved pages */
4343                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
4344                         realsize -= dma_reserve;
4345                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
4346                                         zone_names[0], dma_reserve);
4347                 }
4348
4349                 if (!is_highmem_idx(j))
4350                         nr_kernel_pages += realsize;
4351                 nr_all_pages += realsize;
4352
4353                 zone->spanned_pages = size;
4354                 zone->present_pages = realsize;
4355 #ifdef CONFIG_NUMA
4356                 zone->node = nid;
4357                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
4358                                                 / 100;
4359                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4360 #endif
4361                 zone->name = zone_names[j];
4362                 spin_lock_init(&zone->lock);
4363                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
4364                 zone_seqlock_init(zone);
4365                 zone->zone_pgdat = pgdat;
4366
4367                 zone_pcp_init(zone);
4368                 for_each_lru(l)
4369                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
4370                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
4371                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
4372                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
4373                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
4374                 zap_zone_vm_stats(zone);
4375                 zone->flags = 0;
4376                 if (!size)
4377                         continue;
4378
4379                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
4380                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
4381                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
4382                                                 size, MEMMAP_EARLY);
4383                 BUG_ON(ret);
4384                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
4385                 zone_start_pfn += size;
4386         }
4387 }
4388
4389 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
4390 {
4391         /* Skip empty nodes */
4392         if (!pgdat->node_spanned_pages)
4393                 return;
4394
4395 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4396         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
4397         if (!pgdat->node_mem_map) {
4398                 unsigned long size, start, end;
4399                 struct page *map;
4400
4401                 /*
4402                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
4403                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
4404                  * for the buddy allocator to function correctly.
4405                  */
4406                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
4407                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
4408                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4409                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
4410                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
4411                 if (!map)
4412                         map = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, size);
4413                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
4414         }
4415 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4416         /*
4417          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
4418          */
4419         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
4420                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
4421 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4422                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
4423                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
4424 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4425         }
4426 #endif
4427 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
4428 }
4429
4430 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
4431                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
4432 {
4433         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4434
4435         pgdat->node_id = nid;
4436         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
4437         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
4438
4439         alloc_node_mem_map(pgdat);
4440 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4441         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
4442                 nid, (unsigned long)pgdat,
4443                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
4444 #endif
4445
4446         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
4447 }
4448
4449 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4450
4451 #if MAX_NUMNODES > 1
4452 /*
4453  * Figure out the number of possible node ids.
4454  */
4455 static void __init setup_nr_node_ids(void)
4456 {
4457         unsigned int node;
4458         unsigned int highest = 0;
4459
4460         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
4461                 highest = node;
4462         nr_node_ids = highest + 1;
4463 }
4464 #else
4465 static inline void setup_nr_node_ids(void)
4466 {
4467 }
4468 #endif
4469
4470 /**
4471  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
4472  * @nid: The node ID the range resides on
4473  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
4474  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
4475  *
4476  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
4477  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
4478  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
4479  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
4480  * the range being registered will be merged with existing ranges.
4481  */
4482 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4483                                                 unsigned long end_pfn)
4484 {
4485         int i;
4486
4487         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
4488                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
4489                         "%d entries of %d used\n",
4490                         nid, start_pfn, end_pfn,
4491                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
4492
4493         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
4494
4495         /* Merge with existing active regions if possible */
4496         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4497                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4498                         continue;
4499
4500                 /* Skip if an existing region covers this new one */
4501                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
4502                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
4503                         return;
4504
4505                 /* Merge forward if suitable */
4506                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
4507                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
4508                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4509                         return;
4510                 }
4511
4512                 /* Merge backward if suitable */
4513                 if (start_pfn < early_node_map[i].start_pfn &&
4514                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
4515                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4516                         return;
4517                 }
4518         }
4519
4520         /* Check that early_node_map is large enough */
4521         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
4522                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
4523                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
4524                 return;
4525         }
4526
4527         early_node_map[i].nid = nid;
4528         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4529         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4530         nr_nodemap_entries = i + 1;
4531 }
4532
4533 /**
4534  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
4535  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
4536  * @start_pfn: The new PFN of the range
4537  * @end_pfn: The new PFN of the range
4538  *
4539  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
4540  * The map is kept near the end physical page range that has already been
4541  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
4542  * range.
4543  */
4544 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4545                                 unsigned long end_pfn)
4546 {
4547         int i, j;
4548         int removed = 0;
4549
4550         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
4551                           nid, start_pfn, end_pfn);
4552
4553         /* Find the old active region end and shrink */
4554         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4555                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4556                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
4557                         /* clear it */
4558                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
4559                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
4560                         removed = 1;
4561                         continue;
4562                 }
4563                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
4564                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
4565                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4566                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
4567                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
4568                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
4569                         continue;
4570                 }
4571                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4572                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
4573                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
4574                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
4575                         continue;
4576                 }
4577         }
4578
4579         if (!removed)
4580                 return;
4581
4582         /* remove the blank ones */
4583         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
4584                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4585                         continue;
4586                 if (early_node_map[i].end_pfn)
4587                         continue;
4588                 /* we found it, get rid of it */
4589                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
4590                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
4591                                 sizeof(early_node_map[j]));
4592                 j = nr_nodemap_entries - 1;
4593                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
4594                 nr_nodemap_entries--;
4595         }
4596 }
4597
4598 /**
4599  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
4600  *
4601  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
4602  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
4603  * all currently registered regions.
4604  */
4605 void __init remove_all_active_ranges(void)
4606 {
4607         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
4608         nr_nodemap_entries = 0;
4609 }
4610
4611 /* Compare two active node_active_regions */
4612 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
4613 {
4614         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
4615         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
4616
4617         /* Done this way to avoid overflows */
4618         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
4619                 return 1;
4620         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
4621                 return -1;
4622
4623         return 0;
4624 }
4625
4626 /* sort the node_map by start_pfn */
4627 void __init sort_node_map(void)
4628 {
4629         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
4630                         sizeof(struct node_active_region),
4631                         cmp_node_active_region, NULL);
4632 }
4633
4634 /**
4635  * node_map_pfn_alignment - determine the maximum internode alignment
4636  *
4637  * This function should be called after node map is populated and sorted.
4638  * It calculates the maximum power of two alignment which can distinguish
4639  * all the nodes.
4640  *
4641  * For example, if all nodes are 1GiB and aligned to 1GiB, the return value
4642  * would indicate 1GiB alignment with (1 << (30 - PAGE_SHIFT)).  If the
4643  * nodes are shifted by 256MiB, 256MiB.  Note that if only the last node is
4644  * shifted, 1GiB is enough and this function will indicate so.
4645  *
4646  * This is used to test whether pfn -> nid mapping of the chosen memory
4647  * model has fine enough granularity to avoid incorrect mapping for the
4648  * populated node map.
4649  *
4650  * Returns the determined alignment in pfn's.  0 if there is no alignment
4651  * requirement (single node).
4652  */
4653 unsigned long __init node_map_pfn_alignment(void)
4654 {
4655         unsigned long accl_mask = 0, last_end = 0;
4656         int last_nid = -1;
4657         int i;
4658
4659         for_each_active_range_index_in_nid(i, MAX_NUMNODES) {
4660                 int nid = early_node_map[i].nid;
4661                 unsigned long start = early_node_map[i].start_pfn;
4662                 unsigned long end = early_node_map[i].end_pfn;
4663                 unsigned long mask;
4664
4665                 if (!start || last_nid < 0 || last_nid == nid) {
4666                         last_nid = nid;
4667                         last_end = end;
4668                         continue;
4669                 }
4670
4671                 /*
4672                  * Start with a mask granular enough to pin-point to the
4673                  * start pfn and tick off bits one-by-one until it becomes
4674                  * too coarse to separate the current node from the last.
4675                  */
4676                 mask = ~((1 << __ffs(start)) - 1);
4677                 while (mask && last_end <= (start & (mask << 1)))
4678                         mask <<= 1;
4679
4680                 /* accumulate all internode masks */
4681                 accl_mask |= mask;
4682         }
4683
4684         /* convert mask to number of pages */
4685         return ~accl_mask + 1;
4686 }
4687
4688 /* Find the lowest pfn for a node */
4689 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4690 {
4691         int i;
4692         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4693
4694         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
4695         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4696                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4697
4698         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4699                 printk(KERN_WARNING
4700                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4701                 return 0;
4702         }
4703
4704         return min_pfn;
4705 }
4706
4707 /**
4708  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4709  *
4710  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4711  * add_active_range().
4712  */
4713 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4714 {
4715         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4716 }
4717
4718 /*
4719  * early_calculate_totalpages()
4720  * Sum pages in active regions for movable zone.
4721  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
4722  */
4723 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4724 {
4725         int i;
4726         unsigned long totalpages = 0;
4727
4728         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4729                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
4730                                                 early_node_map[i].start_pfn;
4731                 totalpages += pages;
4732                 if (pages)
4733                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
4734         }
4735         return totalpages;
4736 }
4737
4738 /*
4739  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4740  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4741  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4742  * others
4743  */
4744 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
4745 {
4746         int i, nid;
4747         unsigned long usable_startpfn;
4748         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4749         /* save the state before borrow the nodemask */
4750         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_HIGH_MEMORY];
4751         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4752         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
4753
4754         /*
4755          * If movablecore was specified, calculate what size of
4756          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4757          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4758          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4759          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4760          * what movablecore would have allowed.
4761          */
4762         if (required_movablecore) {
4763                 unsigned long corepages;
4764
4765                 /*
4766                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4767                  * was requested by the user
4768                  */
4769                 required_movablecore =
4770                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4771                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4772
4773                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4774         }
4775
4776         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4777         if (!required_kernelcore)
4778                 goto out;
4779
4780         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4781         find_usable_zone_for_movable();
4782         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4783
4784 restart:
4785         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4786         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4787         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4788                 /*
4789                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4790                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4791                  * amount of memory for the kernel
4792                  */
4793                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4794                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4795
4796                 /*
4797                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4798                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4799                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4800                  */
4801                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4802
4803                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4804                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4805                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4806                         unsigned long size_pages;
4807
4808                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4809                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4810                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4811                         if (start_pfn >= end_pfn)
4812                                 continue;
4813
4814                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4815                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4816                                 unsigned long kernel_pages;
4817                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4818                                                                 - start_pfn;
4819
4820                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4821                                                         kernelcore_remaining);
4822                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4823                                                         required_kernelcore);
4824
4825                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4826                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4827
4828                                         /*
4829                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4830                                          * that if we have to rebalance
4831                                          * kernelcore across nodes, we will
4832                                          * not double account here
4833                                          */
4834                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4835                                         continue;
4836                                 }
4837                                 start_pfn = usable_startpfn;
4838                         }
4839
4840                         /*
4841                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4842                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4843                          * number of pages used as kernelcore
4844                          */
4845                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4846                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4847                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4848                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4849
4850                         /*
4851                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4852                          * break if the kernelcore for this node has been
4853                          * satisified
4854                          */
4855                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4856                                                                 size_pages);
4857                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4858                         if (!kernelcore_remaining)
4859                                 break;
4860                 }
4861         }
4862
4863         /*
4864          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4865          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4866          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4867          * satisified
4868          */
4869         usable_nodes--;
4870         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4871                 goto restart;
4872
4873         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4874         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4875                 zone_movable_pfn[nid] =
4876                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4877
4878 out:
4879         /* restore the node_state */
4880         node_states[N_HIGH_MEMORY] = saved_node_state;
4881 }
4882
4883 /* Any regular memory on that node ? */
4884 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4885 {
4886 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4887         enum zone_type zone_type;
4888
4889         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4890                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4891                 if (zone->present_pages)
4892                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4893         }
4894 #endif
4895 }
4896
4897 /**
4898  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4899  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4900  *
4901  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4902  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4903  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4904  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4905  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4906  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4907  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4908  * at arch_max_dma_pfn.
4909  */
4910 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4911 {
4912         unsigned long nid;
4913         int i;
4914
4915         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4916         sort_node_map();
4917
4918         /* Record where the zone boundaries are */
4919         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4920                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4921         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4922                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4923         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4924         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4925         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4926                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4927                         continue;
4928                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4929                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4930                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4931                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4932         }
4933         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4934         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4935
4936         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4937         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4938         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4939
4940         /* Print out the zone ranges */
4941         printk("Zone PFN ranges:\n");
4942         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4943                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4944                         continue;
4945                 printk("  %-8s ", zone_names[i]);
4946                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
4947                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
4948                         printk("empty\n");
4949                 else
4950                         printk("%0#10lx -> %0#10lx\n",
4951                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4952                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4953         }
4954
4955         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4956         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4957         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4958                 if (zone_movable_pfn[i])
4959                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4960         }
4961
4962         /* Print out the early_node_map[] */
4963         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4964         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4965                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4966                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4967                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4968
4969         /* Initialise every node */
4970         mminit_verify_pageflags_layout();
4971         setup_nr_node_ids();
4972         for_each_online_node(nid) {
4973                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4974                 free_area_init_node(nid, NULL,
4975                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4976
4977                 /* Any memory on that node */
4978                 if (pgdat->node_present_pages)
4979                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4980                 check_for_regular_memory(pgdat);
4981         }
4982 }
4983
4984 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4985 {
4986         unsigned long long coremem;
4987         if (!p)
4988                 return -EINVAL;
4989
4990         coremem = memparse(p, &p);
4991         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4992
4993         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4994         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4995
4996         return 0;
4997 }
4998
4999 /*
5000  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5001  * cannot be reclaimed or migrated.
5002  */
5003 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
5004 {
5005         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
5006 }
5007
5008 /*
5009  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5010  * can be reclaimed or migrated.
5011  */
5012 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
5013 {
5014         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
5015 }
5016
5017 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
5018 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
5019
5020 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
5021
5022 /**
5023  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
5024  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
5025  *
5026  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
5027  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
5028  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
5029  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
5030  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
5031  * smaller per-cpu batchsize.
5032  */
5033 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
5034 {
5035         dma_reserve = new_dma_reserve;
5036 }
5037
5038 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
5039 {
5040         free_area_init_node(0, zones_size,
5041                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
5042 }
5043
5044 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
5045                                  unsigned long action, void *hcpu)
5046 {
5047         int cpu = (unsigned long)hcpu;
5048
5049         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
5050                 drain_pages(cpu);
5051
5052                 /*
5053                  * Spill the event counters of the dead processor
5054                  * into the current processors event counters.
5055                  * This artificially elevates the count of the current
5056                  * processor.
5057                  */
5058                 vm_events_fold_cpu(cpu);
5059
5060                 /*
5061                  * Zero the differential counters of the dead processor
5062                  * so that the vm statistics are consistent.
5063                  *
5064                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
5065                  * race with what we are doing.
5066                  */
5067                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
5068         }
5069         return NOTIFY_OK;
5070 }
5071
5072 void __init page_alloc_init(void)
5073 {
5074         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
5075 }
5076
5077 /*
5078  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
5079  *      or min_free_kbytes changes.
5080  */
5081 static void calculate_totalreserve_pages(void)
5082 {
5083         struct pglist_data *pgdat;
5084         unsigned long reserve_pages = 0;
5085         enum zone_type i, j;
5086
5087         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5088                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5089                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
5090                         unsigned long max = 0;
5091
5092                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
5093                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5094                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
5095                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
5096                         }
5097
5098                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
5099                         max += high_wmark_pages(zone);
5100
5101                         if (max > zone->present_pages)
5102                                 max = zone->present_pages;
5103                         reserve_pages += max;
5104                 }
5105         }
5106         totalreserve_pages = reserve_pages;
5107 }
5108
5109 /*
5110  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
5111  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
5112  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
5113  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
5114  */
5115 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
5116 {
5117         struct pglist_data *pgdat;
5118         enum zone_type j, idx;
5119
5120         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5121                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5122                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
5123                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
5124
5125                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
5126
5127                         idx = j;
5128                         while (idx) {
5129                                 struct zone *lower_zone;
5130
5131                                 idx--;
5132
5133                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
5134                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
5135
5136                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
5137                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
5138                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
5139                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
5140                         }
5141                 }
5142         }
5143
5144         /* update totalreserve_pages */
5145         calculate_totalreserve_pages();
5146 }
5147
5148 /**
5149  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
5150  * or when memory is hot-{added|removed}
5151  *
5152  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
5153  * correctly with respect to min_free_kbytes.
5154  */
5155 void setup_per_zone_wmarks(void)
5156 {
5157         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
5158         unsigned long pages_low = extra_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
5159         unsigned long lowmem_pages = 0;
5160         struct zone *zone;
5161         unsigned long flags;
5162
5163         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
5164         for_each_zone(zone) {
5165                 if (!is_highmem(zone))
5166                         lowmem_pages += zone->present_pages;
5167         }
5168
5169         for_each_zone(zone) {
5170                 u64 min, low;
5171
5172                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5173                 min = (u64)pages_min * zone->present_pages;
5174                 do_div(min, lowmem_pages);
5175                 low = (u64)pages_low * zone->present_pages;
5176                 do_div(low, vm_total_pages);
5177
5178                 if (is_highmem(zone)) {
5179                         /*
5180                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
5181                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
5182                          * value here.
5183                          *
5184                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
5185                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
5186                          * not be capped for highmem.
5187                          */
5188                         int min_pages;
5189
5190                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
5191                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
5192                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
5193                         if (min_pages > 128)
5194                                 min_pages = 128;
5195                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
5196                 } else {
5197                         /*
5198                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
5199                          * proportionate to the zone's size.
5200                          */
5201                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min;
5202                 }
5203
5204                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) +
5205                                         low + (min >> 2);
5206                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) +
5207                                         low + (min >> 1);
5208                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
5209                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5210         }
5211
5212         /* update totalreserve_pages */
5213         calculate_totalreserve_pages();
5214 }
5215
5216 /*
5217  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
5218  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
5219  * to be referenced again before it is swapped out.
5220  *
5221  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
5222  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
5223  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
5224  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
5225  *
5226  * total     target    max
5227  * memory    ratio     inactive anon
5228  * -------------------------------------
5229  *   10MB       1         5MB
5230  *  100MB       1        50MB
5231  *    1GB       3       250MB
5232  *   10GB      10       0.9GB
5233  *  100GB      31         3GB
5234  *    1TB     101        10GB
5235  *   10TB     320        32GB
5236  */
5237 static void __meminit calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
5238 {
5239         unsigned int gb, ratio;
5240
5241         /* Zone size in gigabytes */
5242         gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
5243         if (gb)
5244                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
5245         else
5246                 ratio = 1;
5247
5248         zone->inactive_ratio = ratio;
5249 }
5250
5251 static void __meminit setup_per_zone_inactive_ratio(void)
5252 {
5253         struct zone *zone;
5254
5255         for_each_zone(zone)
5256                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
5257 }
5258
5259 /*
5260  * Initialise min_free_kbytes.
5261  *
5262  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
5263  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
5264  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
5265  *
5266  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
5267  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
5268  *
5269  * which yields
5270  *
5271  * 16MB:        512k
5272  * 32MB:        724k
5273  * 64MB:        1024k
5274  * 128MB:       1448k
5275  * 256MB:       2048k
5276  * 512MB:       2896k
5277  * 1024MB:      4096k
5278  * 2048MB:      5792k
5279  * 4096MB:      8192k
5280  * 8192MB:      11584k
5281  * 16384MB:     16384k
5282  */
5283 int __meminit init_per_zone_wmark_min(void)
5284 {
5285         unsigned long lowmem_kbytes;
5286
5287         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
5288
5289         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
5290         if (min_free_kbytes < 128)
5291                 min_free_kbytes = 128;
5292         if (min_free_kbytes > 65536)
5293                 min_free_kbytes = 65536;
5294         setup_per_zone_wmarks();
5295         refresh_zone_stat_thresholds();
5296         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5297         setup_per_zone_inactive_ratio();
5298         return 0;
5299 }
5300 module_init(init_per_zone_wmark_min)
5301
5302 /*
5303  * free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so
5304  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
5305  *      or extra_free_kbytes changes.
5306  */
5307 int free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5308         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5309 {
5310         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
5311         if (write)
5312                 setup_per_zone_wmarks();
5313         return 0;
5314 }
5315
5316 #ifdef CONFIG_NUMA
5317 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5318         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5319 {
5320         struct zone *zone;
5321         int rc;
5322
5323         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5324         if (rc)
5325                 return rc;
5326
5327         for_each_zone(zone)
5328                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
5329                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
5330         return 0;
5331 }
5332
5333 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5334         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5335 {
5336         struct zone *zone;
5337         int rc;
5338
5339         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5340         if (rc)
5341                 return rc;
5342
5343         for_each_zone(zone)
5344                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
5345                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
5346         return 0;
5347 }
5348 #endif
5349
5350 /*
5351  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
5352  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
5353  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
5354  *
5355  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
5356  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
5357  * if in function of the boot time zone sizes.
5358  */
5359 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5360         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5361 {
5362         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5363         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5364         return 0;
5365 }
5366
5367 /*
5368  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
5369  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
5370  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
5371  */
5372
5373 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5374         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5375 {
5376         struct zone *zone;
5377         unsigned int cpu;
5378         int ret;
5379
5380         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5381         if (!write || (ret == -EINVAL))
5382                 return ret;
5383         for_each_populated_zone(zone) {
5384                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5385                         unsigned long  high;
5386                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
5387                         setup_pagelist_highmark(
5388                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu), high);
5389                 }
5390         }
5391         return 0;
5392 }
5393
5394 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
5395
5396 #ifdef CONFIG_NUMA
5397 static int __init set_hashdist(char *str)
5398 {
5399         if (!str)
5400                 return 0;
5401         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
5402         return 1;
5403 }
5404 __setup("hashdist=", set_hashdist);
5405 #endif
5406
5407 /*
5408  * allocate a large system hash table from bootmem
5409  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
5410  *   quantity of entries
5411  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
5412  */
5413 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
5414                                      unsigned long bucketsize,
5415                                      unsigned long numentries,
5416                                      int scale,
5417                                      int flags,
5418                                      unsigned int *_hash_shift,
5419                                      unsigned int *_hash_mask,
5420                                      unsigned long limit)
5421 {
5422         unsigned long long max = limit;
5423         unsigned long log2qty, size;
5424         void *table = NULL;
5425
5426         /* allow the kernel cmdline to have a say */
5427         if (!numentries) {
5428                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
5429                 numentries = nr_kernel_pages;
5430                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
5431                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
5432                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
5433
5434                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
5435                 if (scale > PAGE_SHIFT)
5436                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
5437                 else
5438                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
5439
5440                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
5441                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
5442                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
5443                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
5444                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
5445                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
5446                                 BUG_ON(!numentries);
5447                         }
5448                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
5449                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
5450         }
5451         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
5452
5453         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
5454         if (max == 0) {
5455                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
5456                 do_div(max, bucketsize);
5457         }
5458
5459         if (numentries > max)
5460                 numentries = max;
5461
5462         log2qty = ilog2(numentries);
5463
5464         do {
5465                 size = bucketsize << log2qty;
5466                 if (flags & HASH_EARLY)
5467                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
5468                 else if (hashdist)
5469                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
5470                 else {
5471                         /*
5472                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
5473                          * some pages at the end of hash table which
5474                          * alloc_pages_exact() automatically does
5475                          */
5476                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
5477                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
5478                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
5479                         }
5480                 }
5481         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
5482
5483         if (!table)
5484                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
5485
5486         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %ld (order: %d, %lu bytes)\n",
5487                tablename,
5488                (1UL << log2qty),
5489                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
5490                size);
5491
5492         if (_hash_shift)
5493                 *_hash_shift = log2qty;
5494         if (_hash_mask)
5495                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
5496
5497         return table;
5498 }
5499
5500 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
5501 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
5502                                                         unsigned long pfn)
5503 {
5504 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5505         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
5506 #else
5507         return zone->pageblock_flags;
5508 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5509 }
5510
5511 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
5512 {
5513 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5514         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
5515         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5516 #else
5517         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
5518         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5519 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5520 }
5521
5522 /**
5523  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
5524  * @page: The page within the block of interest
5525  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
5526  * @end_bitidx: The last bit of interest
5527  * returns pageblock_bits flags
5528  */
5529 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
5530                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5531 {
5532         struct zone *zone;
5533         unsigned long *bitmap;
5534         unsigned long pfn, bitidx;
5535         unsigned long flags = 0;
5536         unsigned long value = 1;
5537
5538         zone = page_zone(page);
5539         pfn = page_to_pfn(page);
5540         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5541         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5542
5543         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5544                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
5545                         flags |= value;
5546
5547         return flags;
5548 }
5549
5550 /**
5551  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
5552  * @page: The page within the block of interest
5553  * @start_bitidx: The first bit of interest
5554  * @end_bitidx: The last bit of interest
5555  * @flags: The flags to set
5556  */
5557 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
5558                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5559 {
5560         struct zone *zone;
5561         unsigned long *bitmap;
5562         unsigned long pfn, bitidx;
5563         unsigned long value = 1;
5564
5565         zone = page_zone(page);
5566         pfn = page_to_pfn(page);
5567         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5568         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5569         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
5570         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
5571
5572         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5573                 if (flags & value)
5574                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5575                 else
5576                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5577 }
5578
5579 /*
5580  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
5581  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
5582  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
5583  */
5584
5585 static int
5586 __count_immobile_pages(struct zone *zone, struct page *page, int count)
5587 {
5588         unsigned long pfn, iter, found;
5589         /*
5590          * For avoiding noise data, lru_add_drain_all() should be called
5591          * If ZONE_MOVABLE, the zone never contains immobile pages
5592          */
5593         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE)
5594                 return true;
5595
5596         if (get_pageblock_migratetype(page) == MIGRATE_MOVABLE)
5597                 return true;
5598
5599         pfn = page_to_pfn(page);
5600         for (found = 0, iter = 0; iter < pageblock_nr_pages; iter++) {
5601                 unsigned long check = pfn + iter;
5602
5603                 if (!pfn_valid_within(check))
5604                         continue;
5605
5606                 page = pfn_to_page(check);
5607                 if (!page_count(page)) {
5608                         if (PageBuddy(page))
5609                                 iter += (1 << page_order(page)) - 1;
5610                         continue;
5611                 }
5612                 if (!PageLRU(page))
5613                         found++;
5614                 /*
5615                  * If there are RECLAIMABLE pages, we need to check it.
5616                  * But now, memory offline itself doesn't call shrink_slab()
5617                  * and it still to be fixed.
5618                  */
5619                 /*
5620                  * If the page is not RAM, page_count()should be 0.
5621                  * we don't need more check. This is an _used_ not-movable page.
5622                  *
5623                  * The problematic thing here is PG_reserved pages. PG_reserved
5624                  * is set to both of a memory hole page and a _used_ kernel
5625                  * page at boot.
5626                  */
5627                 if (found > count)
5628                         return false;
5629         }
5630         return true;
5631 }
5632
5633 bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
5634 {
5635         struct zone *zone = page_zone(page);
5636         return __count_immobile_pages(zone, page, 0);
5637 }
5638
5639 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
5640 {
5641         struct zone *zone;
5642         unsigned long flags, pfn;
5643         struct memory_isolate_notify arg;
5644         int notifier_ret;
5645         int ret = -EBUSY;
5646
5647         zone = page_zone(page);
5648
5649         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5650
5651         pfn = page_to_pfn(page);
5652         arg.start_pfn = pfn;
5653         arg.nr_pages = pageblock_nr_pages;
5654         arg.pages_found = 0;
5655
5656         /*
5657          * It may be possible to isolate a pageblock even if the
5658          * migratetype is not MIGRATE_MOVABLE. The memory isolation
5659          * notifier chain is used by balloon drivers to return the
5660          * number of pages in a range that are held by the balloon
5661          * driver to shrink memory. If all the pages are accounted for
5662          * by balloons, are free, or on the LRU, isolation can continue.
5663          * Later, for example, when memory hotplug notifier runs, these
5664          * pages reported as "can be isolated" should be isolated(freed)
5665          * by the balloon driver through the memory notifier chain.
5666          */
5667         notifier_ret = memory_isolate_notify(MEM_ISOLATE_COUNT, &arg);
5668         notifier_ret = notifier_to_errno(notifier_ret);
5669         if (notifier_ret)
5670                 goto out;
5671         /*
5672          * FIXME: Now, memory hotplug doesn't call shrink_slab() by itself.
5673          * We just check MOVABLE pages.
5674          */
5675         if (__count_immobile_pages(zone, page, arg.pages_found))
5676                 ret = 0;
5677
5678         /*
5679          * immobile means "not-on-lru" paes. If immobile is larger than
5680          * removable-by-driver pages reported by notifier, we'll fail.
5681          */
5682
5683 out:
5684         if (!ret) {
5685                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
5686                 move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
5687         }
5688
5689         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5690         if (!ret)
5691                 drain_all_pages();
5692         return ret;
5693 }
5694
5695 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
5696 {
5697         struct zone *zone;
5698         unsigned long flags;
5699         zone = page_zone(page);
5700         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5701         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
5702                 goto out;
5703         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
5704         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
5705 out:
5706         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5707 }
5708
5709 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
5710 /*
5711  * All pages in the range must be isolated before calling this.
5712  */
5713 void
5714 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
5715 {
5716         struct page *page;
5717         struct zone *zone;
5718         int order, i;
5719         unsigned long pfn;
5720         unsigned long flags;
5721         /* find the first valid pfn */
5722         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
5723                 if (pfn_valid(pfn))
5724                         break;
5725         if (pfn == end_pfn)
5726                 return;
5727         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
5728         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5729         pfn = start_pfn;
5730         while (pfn < end_pfn) {
5731                 if (!pfn_valid(pfn)) {
5732                         pfn++;
5733                         continue;
5734                 }
5735                 page = pfn_to_page(pfn);
5736                 BUG_ON(page_count(page));
5737                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
5738                 order = page_order(page);
5739 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5740                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
5741                        pfn, 1 << order, end_pfn);
5742 #endif
5743                 list_del(&page->lru);
5744                 rmv_page_order(page);
5745                 zone->free_area[order].nr_free--;
5746                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
5747                                       - (1UL << order));
5748                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
5749                         SetPageReserved((page+i));
5750                 pfn += (1 << order);
5751         }
5752         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5753 }
5754 #endif
5755
5756 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5757 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
5758 {
5759         struct zone *zone = page_zone(page);
5760         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
5761         unsigned long flags;
5762         int order;
5763
5764         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5765         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
5766                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
5767
5768                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
5769                         break;
5770         }
5771         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5772
5773         return order < MAX_ORDER;
5774 }
5775 #endif
5776
5777 static struct trace_print_flags pageflag_names[] = {
5778         {1UL << PG_locked,              "locked"        },
5779         {1UL << PG_error,               "error"         },
5780         {1UL << PG_referenced,          "referenced"    },
5781         {1UL << PG_uptodate,            "uptodate"      },
5782         {1UL << PG_dirty,               "dirty"         },
5783         {1UL << PG_lru,                 "lru"           },
5784         {1UL << PG_active,              "active"        },
5785         {1UL << PG_slab,                "slab"          },
5786         {1UL << PG_owner_priv_1,        "owner_priv_1"  },
5787         {1UL << PG_arch_1,              "arch_1"        },
5788         {1UL << PG_reserved,            "reserved"      },
5789         {1UL << PG_private,             "private"       },
5790         {1UL << PG_private_2,           "private_2"     },
5791         {1UL << PG_writeback,           "writeback"     },
5792 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
5793         {1UL << PG_head,                "head"          },
5794         {1UL << PG_tail,                "tail"          },
5795 #else
5796         {1UL << PG_compound,            "compound"      },
5797 #endif
5798         {1UL << PG_swapcache,           "swapcache"     },
5799         {1UL << PG_mappedtodisk,        "mappedtodisk"  },
5800         {1UL << PG_reclaim,             "reclaim"       },
5801         {1UL << PG_swapbacked,          "swapbacked"    },
5802         {1UL << PG_unevictable,         "unevictable"   },
5803 #ifdef CONFIG_MMU
5804         {1UL << PG_mlocked,             "mlocked"       },
5805 #endif
5806 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
5807         {1UL << PG_uncached,            "uncached"      },
5808 #endif
5809 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5810         {1UL << PG_hwpoison,            "hwpoison"      },
5811 #endif
5812         {-1UL,                          NULL            },
5813 };
5814
5815 static void dump_page_flags(unsigned long flags)
5816 {
5817         const char *delim = "";
5818         unsigned long mask;
5819         int i;
5820
5821         printk(KERN_ALERT "page flags: %#lx(", flags);
5822
5823         /* remove zone id */
5824         flags &= (1UL << NR_PAGEFLAGS) - 1;
5825
5826         for (i = 0; pageflag_names[i].name && flags; i++) {
5827
5828                 mask = pageflag_names[i].mask;
5829                 if ((flags & mask) != mask)
5830                         continue;
5831
5832                 flags &= ~mask;
5833                 printk("%s%s", delim, pageflag_names[i].name);
5834                 delim = "|";
5835         }
5836
5837         /* check for left over flags */
5838         if (flags)
5839                 printk("%s%#lx", delim, flags);
5840
5841         printk(")\n");
5842 }
5843
5844 void dump_page(struct page *page)
5845 {
5846         printk(KERN_ALERT
5847                "page:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%#lx\n",
5848                 page, atomic_read(&page->_count), page_mapcount(page),
5849                 page->mapping, page->index);
5850         dump_page_flags(page->flags);
5851         mem_cgroup_print_bad_page(page);
5852 }