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