Merge branch 'develop' of 10.10.10.29:/home/rockchip/kernel into develop
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/kmemcheck.h>
27 #include <linux/module.h>
28 #include <linux/suspend.h>
29 #include <linux/pagevec.h>
30 #include <linux/blkdev.h>
31 #include <linux/slab.h>
32 #include <linux/oom.h>
33 #include <linux/notifier.h>
34 #include <linux/topology.h>
35 #include <linux/sysctl.h>
36 #include <linux/cpu.h>
37 #include <linux/cpuset.h>
38 #include <linux/memory_hotplug.h>
39 #include <linux/nodemask.h>
40 #include <linux/vmalloc.h>
41 #include <linux/mempolicy.h>
42 #include <linux/stop_machine.h>
43 #include <linux/sort.h>
44 #include <linux/pfn.h>
45 #include <linux/backing-dev.h>
46 #include <linux/fault-inject.h>
47 #include <linux/page-isolation.h>
48 #include <linux/page_cgroup.h>
49 #include <linux/debugobjects.h>
50 #include <linux/kmemleak.h>
51 #include <trace/events/kmem.h>
52
53 #include <asm/tlbflush.h>
54 #include <asm/div64.h>
55 #include "internal.h"
56
57 /*
58  * Array of node states.
59  */
60 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
61         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
62         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
63 #ifndef CONFIG_NUMA
64         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
65 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
66         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
67 #endif
68         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
69 #endif  /* NUMA */
70 };
71 EXPORT_SYMBOL(node_states);
72
73 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
74 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
75 int percpu_pagelist_fraction;
76 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
77
78 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
79 int pageblock_order __read_mostly;
80 #endif
81
82 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
83
84 /*
85  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
86  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
87  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
88  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
89  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
90  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
91  *
92  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
93  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
94  */
95 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
96 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
97          256,
98 #endif
99 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
100          256,
101 #endif
102 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
103          32,
104 #endif
105          32,
106 };
107
108 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
109
110 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
111 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
112          "DMA",
113 #endif
114 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
115          "DMA32",
116 #endif
117          "Normal",
118 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
119          "HighMem",
120 #endif
121          "Movable",
122 };
123
124 int min_free_kbytes = 1024;
125 int min_free_order_shift = 1;
126
127 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
128 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
129 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
130
131 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
132   /*
133    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
134    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
135    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
136    * so the number of times add_active_range() can be called is
137    * related to the number of nodes and the number of holes
138    */
139   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
140     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
141     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
142   #else
143     #if MAX_NUMNODES >= 32
144       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
145       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
146     #else
147       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
148       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
149     #endif
150   #endif
151
152   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
153   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
154   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
155   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
156   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
157   static unsigned long __initdata required_movablecore;
158   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
159
160   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
161   int movable_zone;
162   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
163 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
164
165 #if MAX_NUMNODES > 1
166 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
167 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
168 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
169 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
170 #endif
171
172 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
173
174 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
175 {
176
177         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
178                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
179
180         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
181                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
182 }
183
184 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
185
186 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
187 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
188 {
189         int ret = 0;
190         unsigned seq;
191         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
192
193         do {
194                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
195                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
196                         ret = 1;
197                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
198                         ret = 1;
199         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
200
201         return ret;
202 }
203
204 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
205 {
206         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
207                 return 0;
208         if (zone != page_zone(page))
209                 return 0;
210
211         return 1;
212 }
213 /*
214  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
215  */
216 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
217 {
218         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
219                 return 1;
220         if (!page_is_consistent(zone, page))
221                 return 1;
222
223         return 0;
224 }
225 #else
226 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
227 {
228         return 0;
229 }
230 #endif
231
232 static void bad_page(struct page *page)
233 {
234         static unsigned long resume;
235         static unsigned long nr_shown;
236         static unsigned long nr_unshown;
237
238         /* Don't complain about poisoned pages */
239         if (PageHWPoison(page)) {
240                 __ClearPageBuddy(page);
241                 return;
242         }
243
244         /*
245          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
246          * or allow a steady drip of one report per second.
247          */
248         if (nr_shown == 60) {
249                 if (time_before(jiffies, resume)) {
250                         nr_unshown++;
251                         goto out;
252                 }
253                 if (nr_unshown) {
254                         printk(KERN_ALERT
255                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
256                                 nr_unshown);
257                         nr_unshown = 0;
258                 }
259                 nr_shown = 0;
260         }
261         if (nr_shown++ == 0)
262                 resume = jiffies + 60 * HZ;
263
264         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
265                 current->comm, page_to_pfn(page));
266         printk(KERN_ALERT
267                 "page:%p flags:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%lx\n",
268                 page, (void *)page->flags, page_count(page),
269                 page_mapcount(page), page->mapping, page->index);
270
271         dump_stack();
272 out:
273         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
274         __ClearPageBuddy(page);
275         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
276 }
277
278 /*
279  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
280  *
281  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
282  *
283  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
284  *
285  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
286  * the head page (even the head page has this).
287  *
288  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
289  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
290  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
291  */
292
293 static void free_compound_page(struct page *page)
294 {
295         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
296 }
297
298 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
299 {
300         int i;
301         int nr_pages = 1 << order;
302
303         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
304         set_compound_order(page, order);
305         __SetPageHead(page);
306         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
307                 struct page *p = page + i;
308
309                 __SetPageTail(p);
310                 p->first_page = page;
311         }
312 }
313
314 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
315 {
316         int i;
317         int nr_pages = 1 << order;
318         int bad = 0;
319
320         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
321             unlikely(!PageHead(page))) {
322                 bad_page(page);
323                 bad++;
324         }
325
326         __ClearPageHead(page);
327
328         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
329                 struct page *p = page + i;
330
331                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
332                         bad_page(page);
333                         bad++;
334                 }
335                 __ClearPageTail(p);
336         }
337
338         return bad;
339 }
340
341 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
342 {
343         int i;
344
345         /*
346          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
347          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
348          */
349         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
350         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
351                 clear_highpage(page + i);
352 }
353
354 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
355 {
356         set_page_private(page, order);
357         __SetPageBuddy(page);
358 }
359
360 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
361 {
362         __ClearPageBuddy(page);
363         set_page_private(page, 0);
364 }
365
366 /*
367  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
368  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
369  *
370  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
371  * the following equation:
372  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
373  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
374  * 1 buddy is #10:
375  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
376  *
377  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
378  * satisfies the following equation:
379  *     P = B & ~(1 << O)
380  *
381  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
382  */
383 static inline struct page *
384 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
385 {
386         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
387
388         return page + (buddy_idx - page_idx);
389 }
390
391 static inline unsigned long
392 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
393 {
394         return (page_idx & ~(1 << order));
395 }
396
397 /*
398  * This function checks whether a page is free && is the buddy
399  * we can do coalesce a page and its buddy if
400  * (a) the buddy is not in a hole &&
401  * (b) the buddy is in the buddy system &&
402  * (c) a page and its buddy have the same order &&
403  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
404  *
405  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
406  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
407  *
408  * For recording page's order, we use page_private(page).
409  */
410 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
411                                                                 int order)
412 {
413         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
414                 return 0;
415
416         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
417                 return 0;
418
419         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
420                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
421                 return 1;
422         }
423         return 0;
424 }
425
426 /*
427  * Freeing function for a buddy system allocator.
428  *
429  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
430  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
431  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
432  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
433  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
434  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
435  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
436  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
437  * parts of the VM system.
438  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
439  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
440  * order is recorded in page_private(page) field.
441  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
442  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
443  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
444  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
445  * triggers coalescing into a block of larger size.            
446  *
447  * -- wli
448  */
449
450 static inline void __free_one_page(struct page *page,
451                 struct zone *zone, unsigned int order,
452                 int migratetype)
453 {
454         unsigned long page_idx;
455
456         if (unlikely(PageCompound(page)))
457                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
458                         return;
459
460         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
461
462         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
463
464         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
465         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
466
467         while (order < MAX_ORDER-1) {
468                 unsigned long combined_idx;
469                 struct page *buddy;
470
471                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
472                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
473                         break;
474
475                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
476                 list_del(&buddy->lru);
477                 zone->free_area[order].nr_free--;
478                 rmv_page_order(buddy);
479                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
480                 page = page + (combined_idx - page_idx);
481                 page_idx = combined_idx;
482                 order++;
483         }
484         set_page_order(page, order);
485         list_add(&page->lru,
486                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
487         zone->free_area[order].nr_free++;
488 }
489
490 #ifdef CONFIG_HAVE_MLOCKED_PAGE_BIT
491 /*
492  * free_page_mlock() -- clean up attempts to free and mlocked() page.
493  * Page should not be on lru, so no need to fix that up.
494  * free_pages_check() will verify...
495  */
496 static inline void free_page_mlock(struct page *page)
497 {
498         __dec_zone_page_state(page, NR_MLOCK);
499         __count_vm_event(UNEVICTABLE_MLOCKFREED);
500 }
501 #else
502 static void free_page_mlock(struct page *page) { }
503 #endif
504
505 static inline int free_pages_check(struct page *page)
506 {
507         if (unlikely(page_mapcount(page) |
508                 (page->mapping != NULL)  |
509                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
510                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE))) {
511                 bad_page(page);
512                 return 1;
513         }
514         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
515                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
516         return 0;
517 }
518
519 /*
520  * Frees a number of pages from the PCP lists
521  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
522  * count is the number of pages to free.
523  *
524  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
525  * see if this freeing clears that state.
526  *
527  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
528  * pinned" detection logic.
529  */
530 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
531                                         struct per_cpu_pages *pcp)
532 {
533         int migratetype = 0;
534         int batch_free = 0;
535         int to_free = count;
536
537         spin_lock(&zone->lock);
538         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
539         zone->pages_scanned = 0;
540
541         while (to_free) {
542                 struct page *page;
543                 struct list_head *list;
544
545                 /*
546                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
547                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
548                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
549                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
550                  * lists
551                  */
552                 do {
553                         batch_free++;
554                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
555                                 migratetype = 0;
556                         list = &pcp->lists[migratetype];
557                 } while (list_empty(list));
558
559                 do {
560                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
561                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
562                         list_del(&page->lru);
563                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
564                         __free_one_page(page, zone, 0, page_private(page));
565                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, page_private(page));
566                 } while (--to_free && --batch_free && !list_empty(list));
567         }
568         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, count);
569         spin_unlock(&zone->lock);
570 }
571
572 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
573                                 int migratetype)
574 {
575         spin_lock(&zone->lock);
576         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
577         zone->pages_scanned = 0;
578
579         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
580         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1 << order);
581         spin_unlock(&zone->lock);
582 }
583
584 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
585 {
586         unsigned long flags;
587         int i;
588         int bad = 0;
589         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
590
591         kmemcheck_free_shadow(page, order);
592
593         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
594                 bad += free_pages_check(page + i);
595         if (bad)
596                 return;
597
598         if (!PageHighMem(page)) {
599                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
600                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
601                                            PAGE_SIZE << order);
602         }
603         arch_free_page(page, order);
604         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
605
606         local_irq_save(flags);
607         if (unlikely(wasMlocked))
608                 free_page_mlock(page);
609         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
610         free_one_page(page_zone(page), page, order,
611                                         get_pageblock_migratetype(page));
612         local_irq_restore(flags);
613 }
614
615 /*
616  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
617  */
618 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
619 {
620         if (order == 0) {
621                 __ClearPageReserved(page);
622                 set_page_count(page, 0);
623                 set_page_refcounted(page);
624                 __free_page(page);
625         } else {
626                 int loop;
627
628                 prefetchw(page);
629                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
630                         struct page *p = &page[loop];
631
632                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
633                                 prefetchw(p + 1);
634                         __ClearPageReserved(p);
635                         set_page_count(p, 0);
636                 }
637
638                 set_page_refcounted(page);
639                 __free_pages(page, order);
640         }
641 }
642
643
644 /*
645  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
646  * Please do not alter this order without good reasons and regression
647  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
648  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
649  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
650  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
651  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
652  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
653  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
654  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
655  *
656  * -- wli
657  */
658 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
659         int low, int high, struct free_area *area,
660         int migratetype)
661 {
662         unsigned long size = 1 << high;
663
664         while (high > low) {
665                 area--;
666                 high--;
667                 size >>= 1;
668                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
669                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
670                 area->nr_free++;
671                 set_page_order(&page[size], high);
672         }
673 }
674
675 /*
676  * This page is about to be returned from the page allocator
677  */
678 static inline int check_new_page(struct page *page)
679 {
680         if (unlikely(page_mapcount(page) |
681                 (page->mapping != NULL)  |
682                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
683                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP))) {
684                 bad_page(page);
685                 return 1;
686         }
687         return 0;
688 }
689
690 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
691 {
692         int i;
693
694         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
695                 struct page *p = page + i;
696                 if (unlikely(check_new_page(p)))
697                         return 1;
698         }
699
700         set_page_private(page, 0);
701         set_page_refcounted(page);
702
703         arch_alloc_page(page, order);
704         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
705
706         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
707                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
708
709         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
710                 prep_compound_page(page, order);
711
712         return 0;
713 }
714
715 /*
716  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
717  * the smallest available page from the freelists
718  */
719 static inline
720 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
721                                                 int migratetype)
722 {
723         unsigned int current_order;
724         struct free_area * area;
725         struct page *page;
726
727         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
728         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
729                 area = &(zone->free_area[current_order]);
730                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
731                         continue;
732
733                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
734                                                         struct page, lru);
735                 list_del(&page->lru);
736                 rmv_page_order(page);
737                 area->nr_free--;
738                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
739                 return page;
740         }
741
742         return NULL;
743 }
744
745
746 /*
747  * This array describes the order lists are fallen back to when
748  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
749  */
750 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
751         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
752         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
753         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
754         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
755 };
756
757 /*
758  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
759  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
760  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
761  */
762 static int move_freepages(struct zone *zone,
763                           struct page *start_page, struct page *end_page,
764                           int migratetype)
765 {
766         struct page *page;
767         unsigned long order;
768         int pages_moved = 0;
769
770 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
771         /*
772          * page_zone is not safe to call in this context when
773          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
774          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
775          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
776          * grouping pages by mobility
777          */
778         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
779 #endif
780
781         for (page = start_page; page <= end_page;) {
782                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
783                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
784
785                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
786                         page++;
787                         continue;
788                 }
789
790                 if (!PageBuddy(page)) {
791                         page++;
792                         continue;
793                 }
794
795                 order = page_order(page);
796                 list_del(&page->lru);
797                 list_add(&page->lru,
798                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
799                 page += 1 << order;
800                 pages_moved += 1 << order;
801         }
802
803         return pages_moved;
804 }
805
806 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
807                                 int migratetype)
808 {
809         unsigned long start_pfn, end_pfn;
810         struct page *start_page, *end_page;
811
812         start_pfn = page_to_pfn(page);
813         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
814         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
815         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
816         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
817
818         /* Do not cross zone boundaries */
819         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
820                 start_page = page;
821         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
822                 return 0;
823
824         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
825 }
826
827 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
828                                         int start_order, int migratetype)
829 {
830         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
831
832         while (nr_pageblocks--) {
833                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
834                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
835         }
836 }
837
838 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
839 static inline struct page *
840 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
841 {
842         struct free_area * area;
843         int current_order;
844         struct page *page;
845         int migratetype, i;
846
847         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
848         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
849                                                 --current_order) {
850                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
851                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
852
853                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
854                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
855                                 continue;
856
857                         area = &(zone->free_area[current_order]);
858                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
859                                 continue;
860
861                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
862                                         struct page, lru);
863                         area->nr_free--;
864
865                         /*
866                          * If breaking a large block of pages, move all free
867                          * pages to the preferred allocation list. If falling
868                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
869                          * agressive about taking ownership of free pages
870                          */
871                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
872                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
873                                         page_group_by_mobility_disabled) {
874                                 unsigned long pages;
875                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
876                                                                 start_migratetype);
877
878                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
879                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
880                                                 page_group_by_mobility_disabled)
881                                         set_pageblock_migratetype(page,
882                                                                 start_migratetype);
883
884                                 migratetype = start_migratetype;
885                         }
886
887                         /* Remove the page from the freelists */
888                         list_del(&page->lru);
889                         rmv_page_order(page);
890
891                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
892                         if (current_order >= pageblock_order)
893                                 change_pageblock_range(page, current_order,
894                                                         start_migratetype);
895
896                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
897
898                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
899                                 start_migratetype, migratetype);
900
901                         return page;
902                 }
903         }
904
905         return NULL;
906 }
907
908 /*
909  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
910  * Call me with the zone->lock already held.
911  */
912 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
913                                                 int migratetype)
914 {
915         struct page *page;
916
917 retry_reserve:
918         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
919
920         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
921                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
922
923                 /*
924                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
925                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
926                  * and we want just one call site
927                  */
928                 if (!page) {
929                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
930                         goto retry_reserve;
931                 }
932         }
933
934         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
935         return page;
936 }
937
938 /* 
939  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
940  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
941  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
942  */
943 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
944                         unsigned long count, struct list_head *list,
945                         int migratetype, int cold)
946 {
947         int i;
948         
949         spin_lock(&zone->lock);
950         for (i = 0; i < count; ++i) {
951                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
952                 if (unlikely(page == NULL))
953                         break;
954
955                 /*
956                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
957                  * in physical page order. The page is added to the callers and
958                  * list and the list head then moves forward. From the callers
959                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
960                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
961                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
962                  * properly.
963                  */
964                 if (likely(cold == 0))
965                         list_add(&page->lru, list);
966                 else
967                         list_add_tail(&page->lru, list);
968                 set_page_private(page, migratetype);
969                 list = &page->lru;
970         }
971         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
972         spin_unlock(&zone->lock);
973         return i;
974 }
975
976 #ifdef CONFIG_NUMA
977 /*
978  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
979  * currently executing processor on remote nodes after they have
980  * expired.
981  *
982  * Note that this function must be called with the thread pinned to
983  * a single processor.
984  */
985 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
986 {
987         unsigned long flags;
988         int to_drain;
989
990         local_irq_save(flags);
991         if (pcp->count >= pcp->batch)
992                 to_drain = pcp->batch;
993         else
994                 to_drain = pcp->count;
995         free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
996         pcp->count -= to_drain;
997         local_irq_restore(flags);
998 }
999 #endif
1000
1001 /*
1002  * Drain pages of the indicated processor.
1003  *
1004  * The processor must either be the current processor and the
1005  * thread pinned to the current processor or a processor that
1006  * is not online.
1007  */
1008 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1009 {
1010         unsigned long flags;
1011         struct zone *zone;
1012
1013         for_each_populated_zone(zone) {
1014                 struct per_cpu_pageset *pset;
1015                 struct per_cpu_pages *pcp;
1016
1017                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
1018
1019                 pcp = &pset->pcp;
1020                 local_irq_save(flags);
1021                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1022                 pcp->count = 0;
1023                 local_irq_restore(flags);
1024         }
1025 }
1026
1027 /*
1028  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1029  */
1030 void drain_local_pages(void *arg)
1031 {
1032         drain_pages(smp_processor_id());
1033 }
1034
1035 /*
1036  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
1037  */
1038 void drain_all_pages(void)
1039 {
1040         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
1041 }
1042
1043 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1044
1045 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1046 {
1047         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1048         unsigned long flags;
1049         int order, t;
1050         struct list_head *curr;
1051
1052         if (!zone->spanned_pages)
1053                 return;
1054
1055         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1056
1057         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
1058         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1059                 if (pfn_valid(pfn)) {
1060                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1061
1062                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1063                                 swsusp_unset_page_free(page);
1064                 }
1065
1066         for_each_migratetype_order(order, t) {
1067                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1068                         unsigned long i;
1069
1070                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1071                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1072                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1073                 }
1074         }
1075         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1076 }
1077 #endif /* CONFIG_PM */
1078
1079 /*
1080  * Free a 0-order page
1081  */
1082 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1083 {
1084         struct zone *zone = page_zone(page);
1085         struct per_cpu_pages *pcp;
1086         unsigned long flags;
1087         int migratetype;
1088         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
1089
1090         kmemcheck_free_shadow(page, 0);
1091
1092         if (PageAnon(page))
1093                 page->mapping = NULL;
1094         if (free_pages_check(page))
1095                 return;
1096
1097         if (!PageHighMem(page)) {
1098                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1099                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1100         }
1101         arch_free_page(page, 0);
1102         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1103
1104         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
1105         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1106         set_page_private(page, migratetype);
1107         local_irq_save(flags);
1108         if (unlikely(wasMlocked))
1109                 free_page_mlock(page);
1110         __count_vm_event(PGFREE);
1111
1112         /*
1113          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1114          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1115          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1116          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1117          * excessively into the page allocator
1118          */
1119         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1120                 if (unlikely(migratetype == MIGRATE_ISOLATE)) {
1121                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1122                         goto out;
1123                 }
1124                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1125         }
1126
1127         if (cold)
1128                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1129         else
1130                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1131         pcp->count++;
1132         if (pcp->count >= pcp->high) {
1133                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->batch, pcp);
1134                 pcp->count -= pcp->batch;
1135         }
1136
1137 out:
1138         local_irq_restore(flags);
1139         put_cpu();
1140 }
1141
1142 void free_hot_page(struct page *page)
1143 {
1144         trace_mm_page_free_direct(page, 0);
1145         free_hot_cold_page(page, 0);
1146 }
1147         
1148 /*
1149  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1150  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1151  * Each sub-page must be freed individually.
1152  *
1153  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1154  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1155  */
1156 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1157 {
1158         int i;
1159
1160         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1161         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1162
1163 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1164         /*
1165          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1166          * otherwise free the whole shadow.
1167          */
1168         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1169                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1170 #endif
1171
1172         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1173                 set_page_refcounted(page + i);
1174 }
1175
1176 /*
1177  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1178  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1179  * or two.
1180  */
1181 static inline
1182 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1183                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1184                         int migratetype)
1185 {
1186         unsigned long flags;
1187         struct page *page;
1188         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1189         int cpu;
1190
1191 again:
1192         cpu  = get_cpu();
1193         if (likely(order == 0)) {
1194                 struct per_cpu_pages *pcp;
1195                 struct list_head *list;
1196
1197                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1198                 list = &pcp->lists[migratetype];
1199                 local_irq_save(flags);
1200                 if (list_empty(list)) {
1201                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1202                                         pcp->batch, list,
1203                                         migratetype, cold);
1204                         if (unlikely(list_empty(list)))
1205                                 goto failed;
1206                 }
1207
1208                 if (cold)
1209                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1210                 else
1211                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1212
1213                 list_del(&page->lru);
1214                 pcp->count--;
1215         } else {
1216                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1217                         /*
1218                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1219                          *
1220                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1221                          * properly detect and handle allocation failures.
1222                          *
1223                          * We most definitely don't want callers attempting to
1224                          * allocate greater than order-1 page units with
1225                          * __GFP_NOFAIL.
1226                          */
1227                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1228                 }
1229                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1230                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1231                 spin_unlock(&zone->lock);
1232                 if (!page)
1233                         goto failed;
1234                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << order));
1235         }
1236
1237         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1238         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1239         local_irq_restore(flags);
1240         put_cpu();
1241
1242         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1243         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1244                 goto again;
1245         return page;
1246
1247 failed:
1248         local_irq_restore(flags);
1249         put_cpu();
1250         return NULL;
1251 }
1252
1253 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1254 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1255 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1256 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1257 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1258
1259 /* Mask to get the watermark bits */
1260 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1261
1262 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1263 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1264 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1265
1266 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1267
1268 static struct fail_page_alloc_attr {
1269         struct fault_attr attr;
1270
1271         u32 ignore_gfp_highmem;
1272         u32 ignore_gfp_wait;
1273         u32 min_order;
1274
1275 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1276
1277         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1278         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1279         struct dentry *min_order_file;
1280
1281 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1282
1283 } fail_page_alloc = {
1284         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1285         .ignore_gfp_wait = 1,
1286         .ignore_gfp_highmem = 1,
1287         .min_order = 1,
1288 };
1289
1290 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1291 {
1292         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1293 }
1294 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1295
1296 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1297 {
1298         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1299                 return 0;
1300         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1301                 return 0;
1302         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1303                 return 0;
1304         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1305                 return 0;
1306
1307         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1308 }
1309
1310 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1311
1312 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1313 {
1314         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1315         struct dentry *dir;
1316         int err;
1317
1318         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1319                                        "fail_page_alloc");
1320         if (err)
1321                 return err;
1322         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1323
1324         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1325                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1326                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1327
1328         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1329                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1330                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1331         fail_page_alloc.min_order_file =
1332                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1333                                    &fail_page_alloc.min_order);
1334
1335         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1336             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1337             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1338                 err = -ENOMEM;
1339                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1340                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1341                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1342                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1343         }
1344
1345         return err;
1346 }
1347
1348 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1349
1350 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1351
1352 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1353
1354 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1355 {
1356         return 0;
1357 }
1358
1359 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1360
1361 /*
1362  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1363  * of the allocation.
1364  */
1365 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1366                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1367 {
1368         /* free_pages my go negative - that's OK */
1369         long min = mark;
1370         long free_pages = zone_nr_free_pages(z) - (1 << order) + 1;
1371         int o;
1372
1373         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1374                 min -= min / 2;
1375         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1376                 min -= min / 4;
1377
1378         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1379                 return 0;
1380         for (o = 0; o < order; o++) {
1381                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1382                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1383
1384                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1385                 min >>= min_free_order_shift;
1386
1387                 if (free_pages <= min)
1388                         return 0;
1389         }
1390         return 1;
1391 }
1392
1393 #ifdef CONFIG_NUMA
1394 /*
1395  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1396  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1397  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1398  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1399  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1400  *
1401  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1402  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1403  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1404  *
1405  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1406  * nothing and returns NULL.
1407  *
1408  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1409  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1410  *
1411  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1412  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1413  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1414  * quickly as we can.
1415  */
1416 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1417 {
1418         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1419         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1420
1421         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1422         if (!zlc)
1423                 return NULL;
1424
1425         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1426                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1427                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1428         }
1429
1430         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1431                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1432                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1433         return allowednodes;
1434 }
1435
1436 /*
1437  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1438  * if it is worth looking at further for free memory:
1439  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1440  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1441  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1442  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1443  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1444  * else return false (zero) if it is not.
1445  *
1446  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1447  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1448  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1449  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1450  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1451  * into the second scan of the zonelist.
1452  *
1453  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1454  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1455  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1456  * unturned looking for a free page.
1457  */
1458 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1459                                                 nodemask_t *allowednodes)
1460 {
1461         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1462         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1463         int n;                          /* node that zone *z is on */
1464
1465         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1466         if (!zlc)
1467                 return 1;
1468
1469         i = z - zonelist->_zonerefs;
1470         n = zlc->z_to_n[i];
1471
1472         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1473         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1474 }
1475
1476 /*
1477  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1478  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1479  * from that zone don't waste time re-examining it.
1480  */
1481 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1482 {
1483         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1484         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1485
1486         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1487         if (!zlc)
1488                 return;
1489
1490         i = z - zonelist->_zonerefs;
1491
1492         set_bit(i, zlc->fullzones);
1493 }
1494
1495 #else   /* CONFIG_NUMA */
1496
1497 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1498 {
1499         return NULL;
1500 }
1501
1502 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1503                                 nodemask_t *allowednodes)
1504 {
1505         return 1;
1506 }
1507
1508 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1509 {
1510 }
1511 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1512
1513 /*
1514  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1515  * a page.
1516  */
1517 static struct page *
1518 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1519                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1520                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1521 {
1522         struct zoneref *z;
1523         struct page *page = NULL;
1524         int classzone_idx;
1525         struct zone *zone;
1526         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1527         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1528         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1529
1530         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1531 zonelist_scan:
1532         /*
1533          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1534          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1535          */
1536         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1537                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1538                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1539                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1540                                 continue;
1541                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1542                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1543                                 goto try_next_zone;
1544
1545                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1546                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1547                         unsigned long mark;
1548                         int ret;
1549
1550                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1551                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1552                                     classzone_idx, alloc_flags))
1553                                 goto try_this_zone;
1554
1555                         if (zone_reclaim_mode == 0)
1556                                 goto this_zone_full;
1557
1558                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1559                         switch (ret) {
1560                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1561                                 /* did not scan */
1562                                 goto try_next_zone;
1563                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1564                                 /* scanned but unreclaimable */
1565                                 goto this_zone_full;
1566                         default:
1567                                 /* did we reclaim enough */
1568                                 if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1569                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1570                                         goto this_zone_full;
1571                         }
1572                 }
1573
1574 try_this_zone:
1575                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1576                                                 gfp_mask, migratetype);
1577                 if (page)
1578                         break;
1579 this_zone_full:
1580                 if (NUMA_BUILD)
1581                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1582 try_next_zone:
1583                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1584                         /*
1585                          * we do zlc_setup after the first zone is tried but only
1586                          * if there are multiple nodes make it worthwhile
1587                          */
1588                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1589                         zlc_active = 1;
1590                         did_zlc_setup = 1;
1591                 }
1592         }
1593
1594         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1595                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1596                 zlc_active = 0;
1597                 goto zonelist_scan;
1598         }
1599         return page;
1600 }
1601
1602 static inline int
1603 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1604                                 unsigned long pages_reclaimed)
1605 {
1606         /* Do not loop if specifically requested */
1607         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1608                 return 0;
1609
1610         /*
1611          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1612          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1613          * implementations.
1614          */
1615         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1616                 return 1;
1617
1618         /*
1619          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1620          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1621          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1622          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1623          * allocation still fails, we stop retrying.
1624          */
1625         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1626                 return 1;
1627
1628         /*
1629          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1630          * explicitly requests that.
1631          */
1632         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1633                 return 1;
1634
1635         return 0;
1636 }
1637
1638 static inline struct page *
1639 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1640         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1641         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1642         int migratetype)
1643 {
1644         struct page *page;
1645
1646         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1647         if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1648                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1649                 return NULL;
1650         }
1651
1652         /*
1653          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1654          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1655          * we're still under heavy pressure.
1656          */
1657         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1658                 order, zonelist, high_zoneidx,
1659                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1660                 preferred_zone, migratetype);
1661         if (page)
1662                 goto out;
1663
1664         /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1665         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
1666                 goto out;
1667
1668         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1669         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1670
1671 out:
1672         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1673         return page;
1674 }
1675
1676 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1677 static inline struct page *
1678 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1679         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1680         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1681         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
1682 {
1683         struct page *page = NULL;
1684         struct reclaim_state reclaim_state;
1685         struct task_struct *p = current;
1686         bool drained = false;
1687
1688         cond_resched();
1689
1690         /* We now go into synchronous reclaim */
1691         cpuset_memory_pressure_bump();
1692         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1693         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1694         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1695         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1696
1697         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1698
1699         p->reclaim_state = NULL;
1700         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1701         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1702
1703         cond_resched();
1704
1705         if (unlikely(!(*did_some_progress)))
1706                 return NULL;
1707
1708 retry:
1709         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1710                                         zonelist, high_zoneidx,
1711                                         alloc_flags, preferred_zone,
1712                                         migratetype);
1713
1714         /*
1715          * If an allocation failed after direct reclaim, it could be because
1716          * pages are pinned on the per-cpu lists. Drain them and try again
1717          */
1718         if (!page && !drained) {
1719                 drain_all_pages();
1720                 drained = true;
1721                 goto retry;
1722         }
1723
1724         return page;
1725 }
1726
1727 /*
1728  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
1729  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
1730  */
1731 static inline struct page *
1732 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1733         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1734         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1735         int migratetype)
1736 {
1737         struct page *page;
1738
1739         do {
1740                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1741                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
1742                         preferred_zone, migratetype);
1743
1744                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1745                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
1746         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
1747
1748         return page;
1749 }
1750
1751 static inline
1752 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
1753                                                 enum zone_type high_zoneidx)
1754 {
1755         struct zoneref *z;
1756         struct zone *zone;
1757
1758         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1759                 wakeup_kswapd(zone, order);
1760 }
1761
1762 static inline int
1763 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
1764 {
1765         struct task_struct *p = current;
1766         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
1767         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1768
1769         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
1770         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != ALLOC_HIGH);
1771
1772         /*
1773          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1774          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1775          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1776          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1777          */
1778         alloc_flags |= (gfp_mask & __GFP_HIGH);
1779
1780         if (!wait) {
1781                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1782                 /*
1783                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1784                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1785                  */
1786                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
1787         } else if (unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt())
1788                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1789
1790         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
1791                 if (!in_interrupt() &&
1792                     ((p->flags & PF_MEMALLOC) ||
1793                      unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
1794                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
1795         }
1796
1797         return alloc_flags;
1798 }
1799
1800 static inline struct page *
1801 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1802         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1803         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1804         int migratetype)
1805 {
1806         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1807         struct page *page = NULL;
1808         int alloc_flags;
1809         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1810         unsigned long did_some_progress;
1811         struct task_struct *p = current;
1812
1813         /*
1814          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
1815          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
1816          * be using allocators in order of preference for an area that is
1817          * too large.
1818          */
1819         if (order >= MAX_ORDER) {
1820                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
1821                 return NULL;
1822         }
1823
1824         /*
1825          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1826          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1827          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1828          * using a larger set of nodes after it has established that the
1829          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1830          * over allocated.
1831          */
1832         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1833                 goto nopage;
1834
1835 restart:
1836         if (!(gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
1837                 wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx);
1838
1839         /*
1840          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1841          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1842          * to how we want to proceed.
1843          */
1844         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
1845
1846 rebalance:
1847         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
1848         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1849                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
1850                         preferred_zone, migratetype);
1851         if (page)
1852                 goto got_pg;
1853
1854         /* Allocate without watermarks if the context allows */
1855         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
1856                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
1857                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1858                                 preferred_zone, migratetype);
1859                 if (page)
1860                         goto got_pg;
1861         }
1862
1863         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1864         if (!wait)
1865                 goto nopage;
1866
1867         /* Avoid recursion of direct reclaim */
1868         if (p->flags & PF_MEMALLOC)
1869                 goto nopage;
1870
1871         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
1872         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
1873                 goto nopage;
1874
1875         /* Try direct reclaim and then allocating */
1876         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
1877                                         zonelist, high_zoneidx,
1878                                         nodemask,
1879                                         alloc_flags, preferred_zone,
1880                                         migratetype, &did_some_progress);
1881         if (page)
1882                 goto got_pg;
1883
1884         /*
1885          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
1886          * running out of options and have to consider going OOM
1887          */
1888         if (!did_some_progress) {
1889                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1890                         if (oom_killer_disabled)
1891                                 goto nopage;
1892                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
1893                                         zonelist, high_zoneidx,
1894                                         nodemask, preferred_zone,
1895                                         migratetype);
1896                         if (page)
1897                                 goto got_pg;
1898
1899                         /*
1900                          * The OOM killer does not trigger for high-order
1901                          * ~__GFP_NOFAIL allocations so if no progress is being
1902                          * made, there are no other options and retrying is
1903                          * unlikely to help.
1904                          */
1905                         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
1906                                                 !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
1907                                 goto nopage;
1908
1909                         goto restart;
1910                 }
1911         }
1912
1913         /* Check if we should retry the allocation */
1914         pages_reclaimed += did_some_progress;
1915         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
1916                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
1917                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
1918                 goto rebalance;
1919         }
1920
1921 nopage:
1922         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1923                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1924                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1925                         p->comm, order, gfp_mask);
1926                 dump_stack();
1927                 show_mem();
1928         }
1929         return page;
1930 got_pg:
1931         if (kmemcheck_enabled)
1932                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
1933         return page;
1934
1935 }
1936
1937 /*
1938  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1939  */
1940 struct page *
1941 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1942                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1943 {
1944         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1945         struct zone *preferred_zone;
1946         struct page *page;
1947         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
1948
1949         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
1950
1951         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
1952
1953         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
1954
1955         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1956                 return NULL;
1957
1958         /*
1959          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
1960          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
1961          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
1962          */
1963         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
1964                 return NULL;
1965
1966         /* The preferred zone is used for statistics later */
1967         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask, &preferred_zone);
1968         if (!preferred_zone)
1969                 return NULL;
1970
1971         /* First allocation attempt */
1972         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1973                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
1974                         preferred_zone, migratetype);
1975         if (unlikely(!page))
1976                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
1977                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1978                                 preferred_zone, migratetype);
1979
1980         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
1981         return page;
1982 }
1983 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
1984
1985 /*
1986  * Common helper functions.
1987  */
1988 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1989 {
1990         struct page *page;
1991
1992         /*
1993          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
1994          * a highmem page
1995          */
1996         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1997
1998         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1999         if (!page)
2000                 return 0;
2001         return (unsigned long) page_address(page);
2002 }
2003 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2004
2005 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2006 {
2007         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2008 }
2009 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2010
2011 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
2012 {
2013         int i = pagevec_count(pvec);
2014
2015         while (--i >= 0) {
2016                 trace_mm_pagevec_free(pvec->pages[i], pvec->cold);
2017                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
2018         }
2019 }
2020
2021 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2022 {
2023         if (put_page_testzero(page)) {
2024                 trace_mm_page_free_direct(page, order);
2025                 if (order == 0)
2026                         free_hot_page(page);
2027                 else
2028                         __free_pages_ok(page, order);
2029         }
2030 }
2031
2032 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2033
2034 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2035 {
2036         if (addr != 0) {
2037                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2038                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2039         }
2040 }
2041
2042 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2043
2044 /**
2045  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2046  * @size: the number of bytes to allocate
2047  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2048  *
2049  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2050  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2051  * allocate memory in power-of-two pages.
2052  *
2053  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2054  *
2055  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2056  */
2057 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2058 {
2059         unsigned int order = get_order(size);
2060         unsigned long addr;
2061
2062         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2063         if (addr) {
2064                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2065                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2066
2067                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2068                 while (used < alloc_end) {
2069                         free_page(used);
2070                         used += PAGE_SIZE;
2071                 }
2072         }
2073
2074         return (void *)addr;
2075 }
2076 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2077
2078 /**
2079  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2080  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2081  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2082  *
2083  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2084  */
2085 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2086 {
2087         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2088         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2089
2090         while (addr < end) {
2091                 free_page(addr);
2092                 addr += PAGE_SIZE;
2093         }
2094 }
2095 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2096
2097 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
2098 {
2099         struct zoneref *z;
2100         struct zone *zone;
2101
2102         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2103         unsigned int sum = 0;
2104
2105         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2106
2107         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2108                 unsigned long size = zone->present_pages;
2109                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2110                 if (size > high)
2111                         sum += size - high;
2112         }
2113
2114         return sum;
2115 }
2116
2117 /*
2118  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
2119  */
2120 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
2121 {
2122         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2123 }
2124 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2125
2126 /*
2127  * Amount of free RAM allocatable within all zones
2128  */
2129 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
2130 {
2131         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2132 }
2133
2134 static inline void show_node(struct zone *zone)
2135 {
2136         if (NUMA_BUILD)
2137                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2138 }
2139
2140 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2141 {
2142         val->totalram = totalram_pages;
2143         val->sharedram = 0;
2144         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2145         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2146         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2147         val->freehigh = nr_free_highpages();
2148         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2149 }
2150
2151 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2152
2153 #ifdef CONFIG_NUMA
2154 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2155 {
2156         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2157
2158         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2159         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2160 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2161         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2162         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2163                         NR_FREE_PAGES);
2164 #else
2165         val->totalhigh = 0;
2166         val->freehigh = 0;
2167 #endif
2168         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2169 }
2170 #endif
2171
2172 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2173
2174 /*
2175  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2176  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2177  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2178  */
2179 void show_free_areas(void)
2180 {
2181         int cpu;
2182         struct zone *zone;
2183
2184         for_each_populated_zone(zone) {
2185                 show_node(zone);
2186                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2187
2188                 for_each_online_cpu(cpu) {
2189                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2190
2191                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
2192
2193                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2194                                cpu, pageset->pcp.high,
2195                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2196                 }
2197         }
2198
2199         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
2200                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
2201                 " unevictable:%lu"
2202                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2203                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
2204                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2205                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2206                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2207                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
2208                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2209                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2210                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
2211                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2212                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2213                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2214                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2215                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2216                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
2217                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2218                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2219                 global_page_state(NR_SHMEM),
2220                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2221                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2222
2223         for_each_populated_zone(zone) {
2224                 int i;
2225
2226                 show_node(zone);
2227                 printk("%s"
2228                         " free:%lukB"
2229                         " min:%lukB"
2230                         " low:%lukB"
2231                         " high:%lukB"
2232                         " active_anon:%lukB"
2233                         " inactive_anon:%lukB"
2234                         " active_file:%lukB"
2235                         " inactive_file:%lukB"
2236                         " unevictable:%lukB"
2237                         " isolated(anon):%lukB"
2238                         " isolated(file):%lukB"
2239                         " present:%lukB"
2240                         " mlocked:%lukB"
2241                         " dirty:%lukB"
2242                         " writeback:%lukB"
2243                         " mapped:%lukB"
2244                         " shmem:%lukB"
2245                         " slab_reclaimable:%lukB"
2246                         " slab_unreclaimable:%lukB"
2247                         " kernel_stack:%lukB"
2248                         " pagetables:%lukB"
2249                         " unstable:%lukB"
2250                         " bounce:%lukB"
2251                         " writeback_tmp:%lukB"
2252                         " pages_scanned:%lu"
2253                         " all_unreclaimable? %s"
2254                         "\n",
2255                         zone->name,
2256                         K(zone_nr_free_pages(zone)),
2257                         K(min_wmark_pages(zone)),
2258                         K(low_wmark_pages(zone)),
2259                         K(high_wmark_pages(zone)),
2260                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2261                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2262                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2263                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2264                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2265                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
2266                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
2267                         K(zone->present_pages),
2268                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
2269                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
2270                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
2271                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
2272                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
2273                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
2274                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
2275                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
2276                                 THREAD_SIZE / 1024,
2277                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
2278                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
2279                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
2280                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
2281                         zone->pages_scanned,
2282                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
2283                         );
2284                 printk("lowmem_reserve[]:");
2285                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2286                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2287                 printk("\n");
2288         }
2289
2290         for_each_populated_zone(zone) {
2291                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2292
2293                 show_node(zone);
2294                 printk("%s: ", zone->name);
2295
2296                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2297                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2298                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2299                         total += nr[order] << order;
2300                 }
2301                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2302                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2303                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2304                 printk("= %lukB\n", K(total));
2305         }
2306
2307         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2308
2309         show_swap_cache_info();
2310 }
2311
2312 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2313 {
2314         zoneref->zone = zone;
2315         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2316 }
2317
2318 /*
2319  * Builds allocation fallback zone lists.
2320  *
2321  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2322  */
2323 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2324                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2325 {
2326         struct zone *zone;
2327
2328         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2329         zone_type++;
2330
2331         do {
2332                 zone_type--;
2333                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2334                 if (populated_zone(zone)) {
2335                         zoneref_set_zone(zone,
2336                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2337                         check_highest_zone(zone_type);
2338                 }
2339
2340         } while (zone_type);
2341         return nr_zones;
2342 }
2343
2344
2345 /*
2346  *  zonelist_order:
2347  *  0 = automatic detection of better ordering.
2348  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2349  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2350  *
2351  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2352  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2353  */
2354 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2355 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2356 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2357
2358 /* zonelist order in the kernel.
2359  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2360  */
2361 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2362 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2363
2364
2365 #ifdef CONFIG_NUMA
2366 /* The value user specified ....changed by config */
2367 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2368 /* string for sysctl */
2369 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2370 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2371
2372 /*
2373  * interface for configure zonelist ordering.
2374  * command line option "numa_zonelist_order"
2375  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2376  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2377  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2378  */
2379
2380 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2381 {
2382         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2383                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2384         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2385                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2386         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2387                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2388         } else {
2389                 printk(KERN_WARNING
2390                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2391                         "%s\n", s);
2392                 return -EINVAL;
2393         }
2394         return 0;
2395 }
2396
2397 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2398 {
2399         if (s)
2400                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2401         return 0;
2402 }
2403 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2404
2405 /*
2406  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2407  */
2408 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2409                 void __user *buffer, size_t *length,
2410                 loff_t *ppos)
2411 {
2412         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2413         int ret;
2414
2415         if (write)
2416                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2417                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2418         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
2419         if (ret)
2420                 return ret;
2421         if (write) {
2422                 int oldval = user_zonelist_order;
2423                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2424                         /*
2425                          * bogus value.  restore saved string
2426                          */
2427                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2428                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2429                         user_zonelist_order = oldval;
2430                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2431                         build_all_zonelists();
2432         }
2433         return 0;
2434 }
2435
2436
2437 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
2438 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2439
2440 /**
2441  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2442  * @node: node whose fallback list we're appending
2443  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2444  *
2445  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2446  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2447  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2448  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2449  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2450  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2451  * on them otherwise.
2452  * It returns -1 if no node is found.
2453  */
2454 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2455 {
2456         int n, val;
2457         int min_val = INT_MAX;
2458         int best_node = -1;
2459         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2460
2461         /* Use the local node if we haven't already */
2462         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2463                 node_set(node, *used_node_mask);
2464                 return node;
2465         }
2466
2467         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2468
2469                 /* Don't want a node to appear more than once */
2470                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2471                         continue;
2472
2473                 /* Use the distance array to find the distance */
2474                 val = node_distance(node, n);
2475
2476                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2477                 val += (n < node);
2478
2479                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2480                 tmp = cpumask_of_node(n);
2481                 if (!cpumask_empty(tmp))
2482                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2483
2484                 /* Slight preference for less loaded node */
2485                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2486                 val += node_load[n];
2487
2488                 if (val < min_val) {
2489                         min_val = val;
2490                         best_node = n;
2491                 }
2492         }
2493
2494         if (best_node >= 0)
2495                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2496
2497         return best_node;
2498 }
2499
2500
2501 /*
2502  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2503  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2504  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2505  */
2506 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2507 {
2508         int j;
2509         struct zonelist *zonelist;
2510
2511         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2512         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2513                 ;
2514         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2515                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2516         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2517         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2518 }
2519
2520 /*
2521  * Build gfp_thisnode zonelists
2522  */
2523 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2524 {
2525         int j;
2526         struct zonelist *zonelist;
2527
2528         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2529         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2530         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2531         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2532 }
2533
2534 /*
2535  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2536  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2537  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2538  * may still exist in local DMA zone.
2539  */
2540 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2541
2542 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2543 {
2544         int pos, j, node;
2545         int zone_type;          /* needs to be signed */
2546         struct zone *z;
2547         struct zonelist *zonelist;
2548
2549         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2550         pos = 0;
2551         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2552                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2553                         node = node_order[j];
2554                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2555                         if (populated_zone(z)) {
2556                                 zoneref_set_zone(z,
2557                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2558                                 check_highest_zone(zone_type);
2559                         }
2560                 }
2561         }
2562         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2563         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2564 }
2565
2566 static int default_zonelist_order(void)
2567 {
2568         int nid, zone_type;
2569         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2570         struct zone *z;
2571         int average_size;
2572         /*
2573          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2574          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2575          * into OOM very easily.
2576          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2577          */
2578         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2579         low_kmem_size = 0;
2580         total_size = 0;
2581         for_each_online_node(nid) {
2582                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2583                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2584                         if (populated_zone(z)) {
2585                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2586                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2587                                 total_size += z->present_pages;
2588                         }
2589                 }
2590         }
2591         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2592             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2593                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2594         /*
2595          * look into each node's config.
2596          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2597          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2598          */
2599         average_size = total_size /
2600                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2601         for_each_online_node(nid) {
2602                 low_kmem_size = 0;
2603                 total_size = 0;
2604                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2605                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2606                         if (populated_zone(z)) {
2607                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2608                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2609                                 total_size += z->present_pages;
2610                         }
2611                 }
2612                 if (low_kmem_size &&
2613                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2614                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2615                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2616         }
2617         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2618 }
2619
2620 static void set_zonelist_order(void)
2621 {
2622         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2623                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2624         else
2625                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2626 }
2627
2628 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2629 {
2630         int j, node, load;
2631         enum zone_type i;
2632         nodemask_t used_mask;
2633         int local_node, prev_node;
2634         struct zonelist *zonelist;
2635         int order = current_zonelist_order;
2636
2637         /* initialize zonelists */
2638         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2639                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2640                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2641                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2642         }
2643
2644         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2645         local_node = pgdat->node_id;
2646         load = nr_online_nodes;
2647         prev_node = local_node;
2648         nodes_clear(used_mask);
2649
2650         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2651         j = 0;
2652
2653         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2654                 int distance = node_distance(local_node, node);
2655
2656                 /*
2657                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2658                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2659                  */
2660                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2661                         zone_reclaim_mode = 1;
2662
2663                 /*
2664                  * We don't want to pressure a particular node.
2665                  * So adding penalty to the first node in same
2666                  * distance group to make it round-robin.
2667                  */
2668                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2669                         node_load[node] = load;
2670
2671                 prev_node = node;
2672                 load--;
2673                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2674                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2675                 else
2676                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2677         }
2678
2679         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2680                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2681                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2682         }
2683
2684         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2685 }
2686
2687 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2688 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2689 {
2690         struct zonelist *zonelist;
2691         struct zonelist_cache *zlc;
2692         struct zoneref *z;
2693
2694         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2695         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2696         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2697         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2698                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2699 }
2700
2701
2702 #else   /* CONFIG_NUMA */
2703
2704 static void set_zonelist_order(void)
2705 {
2706         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2707 }
2708
2709 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2710 {
2711         int node, local_node;
2712         enum zone_type j;
2713         struct zonelist *zonelist;
2714
2715         local_node = pgdat->node_id;
2716
2717         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2718         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2719
2720         /*
2721          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2722          * of all the other nodes.
2723          * We don't want to pressure a particular node, so when
2724          * building the zones for node N, we make sure that the
2725          * zones coming right after the local ones are those from
2726          * node N+1 (modulo N)
2727          */
2728         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2729                 if (!node_online(node))
2730                         continue;
2731                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2732                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2733         }
2734         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2735                 if (!node_online(node))
2736                         continue;
2737                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2738                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2739         }
2740
2741         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2742         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2743 }
2744
2745 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2746 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2747 {
2748         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2749 }
2750
2751 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2752
2753 /* return values int ....just for stop_machine() */
2754 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2755 {
2756         int nid;
2757
2758 #ifdef CONFIG_NUMA
2759         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2760 #endif
2761         for_each_online_node(nid) {
2762                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2763
2764                 build_zonelists(pgdat);
2765                 build_zonelist_cache(pgdat);
2766         }
2767         return 0;
2768 }
2769
2770 void build_all_zonelists(void)
2771 {
2772         set_zonelist_order();
2773
2774         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2775                 __build_all_zonelists(NULL);
2776                 mminit_verify_zonelist();
2777                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2778         } else {
2779                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2780                    of zonelist */
2781                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2782                 /* cpuset refresh routine should be here */
2783         }
2784         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2785         /*
2786          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2787          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2788          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2789          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2790          * disabled and enable it later
2791          */
2792         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2793                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2794         else
2795                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2796
2797         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2798                 "Total pages: %ld\n",
2799                         nr_online_nodes,
2800                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2801                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2802                         vm_total_pages);
2803 #ifdef CONFIG_NUMA
2804         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2805 #endif
2806 }
2807
2808 /*
2809  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2810  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2811  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2812  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2813  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2814  * conservative, even though it seems large.
2815  *
2816  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2817  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2818  */
2819 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2820
2821 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2822 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2823 {
2824         unsigned long size = 1;
2825
2826         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2827
2828         while (size < pages)
2829                 size <<= 1;
2830
2831         /*
2832          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2833          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2834          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2835          */
2836         size = min(size, 4096UL);
2837
2838         return max(size, 4UL);
2839 }
2840 #else
2841 /*
2842  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2843  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2844  *
2845  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2846  *
2847  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2848  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2849  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2850  *
2851  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2852  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2853  *
2854  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2855  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2856  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2857  */
2858 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2859 {
2860         return 4096UL;
2861 }
2862 #endif
2863
2864 /*
2865  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2866  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2867  * hash function before the remainder is taken.
2868  */
2869 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2870 {
2871         return ffz(~size);
2872 }
2873
2874 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2875
2876 /*
2877  * Check if a pageblock contains reserved pages
2878  */
2879 static int pageblock_is_reserved(unsigned long start_pfn)
2880 {
2881         unsigned long end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages;
2882         unsigned long pfn;
2883
2884         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
2885                 if (PageReserved(pfn_to_page(pfn)))
2886                         return 1;
2887         return 0;
2888 }
2889
2890 /*
2891  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2892  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
2893  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2894  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2895  * blocks as reclaim kicks in
2896  */
2897 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2898 {
2899         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2900         struct page *page;
2901         unsigned long block_migratetype;
2902         int reserve;
2903
2904         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2905         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2906         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2907         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
2908                                                         pageblock_order;
2909
2910         /*
2911          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
2912          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
2913          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
2914          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
2915          * future allocation of hugepages at runtime.
2916          */
2917         reserve = min(2, reserve);
2918
2919         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2920                 if (!pfn_valid(pfn))
2921                         continue;
2922                 page = pfn_to_page(pfn);
2923
2924                 /* Watch out for overlapping nodes */
2925                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2926                         continue;
2927
2928                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2929                 if (pageblock_is_reserved(pfn))
2930                         continue;
2931
2932                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2933
2934                 /* If this block is reserved, account for it */
2935                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2936                         reserve--;
2937                         continue;
2938                 }
2939
2940                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2941                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2942                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2943                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2944                         reserve--;
2945                         continue;
2946                 }
2947
2948                 /*
2949                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2950                  * take it back
2951                  */
2952                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2953                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2954                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2955                 }
2956         }
2957 }
2958
2959 /*
2960  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2961  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2962  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2963  */
2964 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2965                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2966 {
2967         struct page *page;
2968         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2969         unsigned long pfn;
2970         struct zone *z;
2971
2972         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
2973                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
2974
2975         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2976         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2977                 /*
2978                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2979                  * handed to this function.  They do not
2980                  * exist on hotplugged memory.
2981                  */
2982                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2983                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2984                                 continue;
2985                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2986                                 continue;
2987                 }
2988                 page = pfn_to_page(pfn);
2989                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2990                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2991                 init_page_count(page);
2992                 reset_page_mapcount(page);
2993                 SetPageReserved(page);
2994                 /*
2995                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2996                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2997                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2998                  * the address space during boot when many long-lived
2999                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
3000                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
3001                  * setup_zone_migrate_reserve()
3002                  *
3003                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
3004                  * can be created for invalid pages (for alignment)
3005                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
3006                  * pfn out of zone.
3007                  */
3008                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
3009                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
3010                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
3011                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3012
3013                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
3014 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
3015                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3016                 if (!is_highmem_idx(zone))
3017                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3018 #endif
3019         }
3020 }
3021
3022 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3023 {
3024         int order, t;
3025         for_each_migratetype_order(order, t) {
3026                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3027                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3028         }
3029 }
3030
3031 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3032 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3033         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3034 #endif
3035
3036 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
3037 {
3038 #ifdef CONFIG_MMU
3039         int batch;
3040
3041         /*
3042          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3043          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
3044          *
3045          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
3046          */
3047         batch = zone->present_pages / 1024;
3048         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
3049                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
3050         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
3051         if (batch < 1)
3052                 batch = 1;
3053
3054         /*
3055          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
3056          * of 2 value was found to be more likely to have
3057          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
3058          *
3059          * For example if 2 tasks are alternately allocating
3060          * batches of pages, one task can end up with a lot
3061          * of pages of one half of the possible page colors
3062          * and the other with pages of the other colors.
3063          */
3064         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
3065
3066         return batch;
3067
3068 #else
3069         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
3070          * conditions.
3071          *
3072          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
3073          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
3074          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
3075          *
3076          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
3077          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
3078          * can be a significant delay between the individual batches being
3079          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
3080          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
3081          */
3082         return 0;
3083 #endif
3084 }
3085
3086 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
3087 {
3088         struct per_cpu_pages *pcp;
3089         int migratetype;
3090
3091         memset(p, 0, sizeof(*p));
3092
3093         pcp = &p->pcp;
3094         pcp->count = 0;
3095         pcp->high = 6 * batch;
3096         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
3097         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
3098                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
3099 }
3100
3101 /*
3102  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
3103  * to the value high for the pageset p.
3104  */
3105
3106 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
3107                                 unsigned long high)
3108 {
3109         struct per_cpu_pages *pcp;
3110
3111         pcp = &p->pcp;
3112         pcp->high = high;
3113         pcp->batch = max(1UL, high/4);
3114         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
3115                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
3116 }
3117
3118
3119 #ifdef CONFIG_NUMA
3120 /*
3121  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
3122  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
3123  * that an item put on a list will immediately be handed over to
3124  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
3125  * with interrupts disabled.
3126  *
3127  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
3128  *
3129  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
3130  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
3131  * hotplugged processors.
3132  *
3133  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
3134  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
3135  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
3136  */
3137 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
3138
3139 /*
3140  * Dynamically allocate memory for the
3141  * per cpu pageset array in struct zone.
3142  */
3143 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
3144 {
3145         struct zone *zone, *dzone;
3146         int node = cpu_to_node(cpu);
3147
3148         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
3149
3150         for_each_populated_zone(zone) {
3151                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
3152                                          GFP_KERNEL, node);
3153                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
3154                         goto bad;
3155
3156                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
3157
3158                 if (percpu_pagelist_fraction)
3159                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
3160                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
3161         }
3162
3163         return 0;
3164 bad:
3165         for_each_zone(dzone) {
3166                 if (!populated_zone(dzone))
3167                         continue;
3168                 if (dzone == zone)
3169                         break;
3170                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
3171                 zone_pcp(dzone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
3172         }
3173         return -ENOMEM;
3174 }
3175
3176 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
3177 {
3178         struct zone *zone;
3179
3180         for_each_zone(zone) {
3181                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
3182
3183                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
3184                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
3185                         kfree(pset);
3186                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
3187         }
3188 }
3189
3190 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3191                 unsigned long action,
3192                 void *hcpu)
3193 {
3194         int cpu = (long)hcpu;
3195         int ret = NOTIFY_OK;
3196
3197         switch (action) {
3198         case CPU_UP_PREPARE:
3199         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3200                 if (process_zones(cpu))
3201                         ret = NOTIFY_BAD;
3202                 break;
3203         case CPU_UP_CANCELED:
3204         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3205         case CPU_DEAD:
3206         case CPU_DEAD_FROZEN:
3207                 free_zone_pagesets(cpu);
3208                 break;
3209         default:
3210                 break;
3211         }
3212         return ret;
3213 }
3214
3215 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
3216         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
3217
3218 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
3219 {
3220         int err;
3221
3222         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
3223          * A cpuup callback will do this for every cpu
3224          * as it comes online
3225          */
3226         err = process_zones(smp_processor_id());
3227         BUG_ON(err);
3228         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
3229 }
3230
3231 #endif
3232
3233 static noinline __init_refok
3234 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3235 {
3236         int i;
3237         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3238         size_t alloc_size;
3239
3240         /*
3241          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3242          * per zone.
3243          */
3244         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3245                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3246         zone->wait_table_bits =
3247                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3248         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3249                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3250
3251         if (!slab_is_available()) {
3252                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3253                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
3254         } else {
3255                 /*
3256                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3257                  * via memory hot-add.
3258                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3259                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3260                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3261                  * node itself as well.
3262                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3263                  * necessary.
3264                  */
3265                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3266         }
3267         if (!zone->wait_table)
3268                 return -ENOMEM;
3269
3270         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3271                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3272
3273         return 0;
3274 }
3275
3276 static int __zone_pcp_update(void *data)
3277 {
3278         struct zone *zone = data;
3279         int cpu;
3280         unsigned long batch = zone_batchsize(zone), flags;
3281
3282         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
3283                 struct per_cpu_pageset *pset;
3284                 struct per_cpu_pages *pcp;
3285
3286                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
3287                 pcp = &pset->pcp;
3288
3289                 local_irq_save(flags);
3290                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
3291                 setup_pageset(pset, batch);
3292                 local_irq_restore(flags);
3293         }
3294         return 0;
3295 }
3296
3297 void zone_pcp_update(struct zone *zone)
3298 {
3299         stop_machine(__zone_pcp_update, zone, NULL);
3300 }
3301
3302 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3303 {
3304         int cpu;
3305         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
3306
3307         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
3308 #ifdef CONFIG_NUMA
3309                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
3310                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
3311                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
3312 #else
3313                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
3314 #endif
3315         }
3316         if (zone->present_pages)
3317                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
3318                         zone->name, zone->present_pages, batch);
3319 }
3320
3321 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3322                                         unsigned long zone_start_pfn,
3323                                         unsigned long size,
3324                                         enum memmap_context context)
3325 {
3326         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3327         int ret;
3328         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3329         if (ret)
3330                 return ret;
3331         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3332
3333         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3334
3335         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3336                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3337                         pgdat->node_id,
3338                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3339                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3340
3341         zone_init_free_lists(zone);
3342
3343         return 0;
3344 }
3345
3346 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3347 /*
3348  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3349  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3350  */
3351 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3352 {
3353         int i;
3354
3355         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3356                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3357                         return i;
3358
3359         return -1;
3360 }
3361
3362 /*
3363  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3364  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3365  */
3366 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3367 {
3368         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3369                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3370                         return index;
3371
3372         return -1;
3373 }
3374
3375 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3376 /*
3377  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3378  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3379  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3380  * alternative
3381  */
3382 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3383 {
3384         int i;
3385
3386         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3387                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3388                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3389
3390                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3391                         return early_node_map[i].nid;
3392         }
3393         /* This is a memory hole */
3394         return -1;
3395 }
3396 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3397
3398 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3399 {
3400         int nid;
3401
3402         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3403         if (nid >= 0)
3404                 return nid;
3405         /* just returns 0 */
3406         return 0;
3407 }
3408
3409 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3410 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3411 {
3412         int nid;
3413
3414         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3415         if (nid >= 0 && nid != node)
3416                 return false;
3417         return true;
3418 }
3419 #endif
3420
3421 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3422 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3423         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3424                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3425
3426 /**
3427  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3428  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3429  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3430  *
3431  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3432  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3433  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3434  */
3435 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3436                                                 unsigned long max_low_pfn)
3437 {
3438         int i;
3439
3440         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3441                 unsigned long size_pages = 0;
3442                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3443
3444                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3445                         continue;
3446
3447                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3448                         end_pfn = max_low_pfn;
3449
3450                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3451                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3452                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3453                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3454         }
3455 }
3456
3457 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3458 {
3459         int i;
3460         int ret;
3461
3462         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3463                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3464                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3465                 if (ret)
3466                         break;
3467         }
3468 }
3469 /**
3470  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3471  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3472  *
3473  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3474  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3475  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3476  */
3477 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3478 {
3479         int i;
3480
3481         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3482                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3483                                 early_node_map[i].start_pfn,
3484                                 early_node_map[i].end_pfn);
3485 }
3486
3487 /**
3488  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3489  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3490  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3491  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3492  *
3493  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3494  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3495  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3496  * PFNs will be 0.
3497  */
3498 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3499                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3500 {
3501         int i;
3502         *start_pfn = -1UL;
3503         *end_pfn = 0;
3504
3505         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3506                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3507                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3508         }
3509
3510         if (*start_pfn == -1UL)
3511                 *start_pfn = 0;
3512 }
3513
3514 /*
3515  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3516  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3517  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3518  */
3519 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3520 {
3521         int zone_index;
3522         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3523                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3524                         continue;
3525
3526                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3527                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3528                         break;
3529         }
3530
3531         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3532         movable_zone = zone_index;
3533 }
3534
3535 /*
3536  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3537  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3538  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3539  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3540  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3541  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3542  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3543  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3544  */
3545 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3546                                         unsigned long zone_type,
3547                                         unsigned long node_start_pfn,
3548                                         unsigned long node_end_pfn,
3549                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3550                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3551 {
3552         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3553         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3554                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3555                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3556                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3557                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3558                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3559
3560                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3561                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3562                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3563                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3564
3565                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3566                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3567                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3568         }
3569 }
3570
3571 /*
3572  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3573  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3574  */
3575 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3576                                         unsigned long zone_type,
3577                                         unsigned long *ignored)
3578 {
3579         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3580         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3581
3582         /* Get the start and end of the node and zone */
3583         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3584         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3585         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3586         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3587                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3588                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3589
3590         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3591         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3592                 return 0;
3593
3594         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3595         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3596         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3597
3598         /* Return the spanned pages */
3599         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3600 }
3601
3602 /*
3603  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3604  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3605  */
3606 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3607                                 unsigned long range_start_pfn,
3608                                 unsigned long range_end_pfn)
3609 {
3610         int i = 0;
3611         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3612         unsigned long start_pfn;
3613
3614         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3615         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3616         if (i == -1)
3617                 return 0;
3618
3619         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3620
3621         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3622         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3623                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3624
3625         /* Find all holes for the zone within the node */
3626         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3627
3628                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3629                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3630                         break;
3631
3632                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3633                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3634                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3635
3636                 /* Update the hole size cound and move on */
3637                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3638                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3639                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3640                 }
3641                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3642         }
3643
3644         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3645         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3646                 hole_pages += range_end_pfn -
3647                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3648
3649         return hole_pages;
3650 }
3651
3652 /**
3653  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3654  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3655  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3656  *
3657  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3658  */
3659 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3660                                                         unsigned long end_pfn)
3661 {
3662         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3663 }
3664
3665 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3666 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3667                                         unsigned long zone_type,
3668                                         unsigned long *ignored)
3669 {
3670         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3671         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3672
3673         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3674         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3675                                                         node_start_pfn);
3676         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3677                                                         node_end_pfn);
3678
3679         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3680                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3681                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3682         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3683 }
3684
3685 #else
3686 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3687                                         unsigned long zone_type,
3688                                         unsigned long *zones_size)
3689 {
3690         return zones_size[zone_type];
3691 }
3692
3693 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3694                                                 unsigned long zone_type,
3695                                                 unsigned long *zholes_size)
3696 {
3697         if (!zholes_size)
3698                 return 0;
3699
3700         return zholes_size[zone_type];
3701 }
3702
3703 #endif
3704
3705 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3706                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3707 {
3708         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3709         enum zone_type i;
3710
3711         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3712                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3713                                                                 zones_size);
3714         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3715
3716         realtotalpages = totalpages;
3717         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3718                 realtotalpages -=
3719                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3720                                                                 zholes_size);
3721         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3722         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3723                                                         realtotalpages);
3724 }
3725
3726 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3727 /*
3728  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3729  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3730  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3731  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3732  * bytes.
3733  */
3734 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3735 {
3736         unsigned long usemapsize;
3737
3738         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3739         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3740         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3741         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3742
3743         return usemapsize / 8;
3744 }
3745
3746 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3747                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3748 {
3749         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3750         zone->pageblock_flags = NULL;
3751         if (usemapsize)
3752                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3753 }
3754 #else
3755 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3756                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3757 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3758
3759 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3760
3761 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3762 static inline int pageblock_default_order(void)
3763 {
3764         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3765                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3766
3767         return MAX_ORDER-1;
3768 }
3769
3770 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3771 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3772 {
3773         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3774         if (pageblock_order)
3775                 return;
3776
3777         /*
3778          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3779          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3780          */
3781         pageblock_order = order;
3782 }
3783 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3784
3785 /*
3786  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3787  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3788  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3789  * pageblock_order based on the kernel config
3790  */
3791 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3792 {
3793         return MAX_ORDER-1;
3794 }
3795 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3796
3797 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3798
3799 /*
3800  * Set up the zone data structures:
3801  *   - mark all pages reserved
3802  *   - mark all memory queues empty
3803  *   - clear the memory bitmaps
3804  */
3805 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3806                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3807 {
3808         enum zone_type j;
3809         int nid = pgdat->node_id;
3810         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3811         int ret;
3812
3813         pgdat_resize_init(pgdat);
3814         pgdat->nr_zones = 0;
3815         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3816         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3817         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3818         
3819         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3820                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3821                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3822                 enum lru_list l;
3823
3824                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3825                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3826                                                                 zholes_size);
3827
3828                 /*
3829                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3830                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3831                  * and per-cpu initialisations
3832                  */
3833                 memmap_pages =
3834                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3835                 if (realsize >= memmap_pages) {
3836                         realsize -= memmap_pages;
3837                         if (memmap_pages)
3838                                 printk(KERN_DEBUG
3839                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3840                                        zone_names[j], memmap_pages);
3841                 } else
3842                         printk(KERN_WARNING
3843                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3844                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3845
3846                 /* Account for reserved pages */
3847                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3848                         realsize -= dma_reserve;
3849                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3850                                         zone_names[0], dma_reserve);
3851                 }
3852
3853                 if (!is_highmem_idx(j))
3854                         nr_kernel_pages += realsize;
3855                 nr_all_pages += realsize;
3856
3857                 zone->spanned_pages = size;
3858                 zone->present_pages = realsize;
3859 #ifdef CONFIG_NUMA
3860                 zone->node = nid;
3861                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3862                                                 / 100;
3863                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3864 #endif
3865                 zone->name = zone_names[j];
3866                 spin_lock_init(&zone->lock);
3867                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3868                 zone_seqlock_init(zone);
3869                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3870
3871                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3872
3873                 zone_pcp_init(zone);
3874                 for_each_lru(l) {
3875                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3876                         zone->reclaim_stat.nr_saved_scan[l] = 0;
3877                 }
3878                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
3879                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
3880                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
3881                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
3882                 zap_zone_vm_stats(zone);
3883                 zone->flags = 0;
3884                 if (!size)
3885                         continue;
3886
3887                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3888                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3889                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3890                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3891                 BUG_ON(ret);
3892                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3893                 zone_start_pfn += size;
3894         }
3895 }
3896
3897 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3898 {
3899         /* Skip empty nodes */
3900         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3901                 return;
3902
3903 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3904         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3905         if (!pgdat->node_mem_map) {
3906                 unsigned long size, start, end;
3907                 struct page *map;
3908
3909                 /*
3910                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3911                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3912                  * for the buddy allocator to function correctly.
3913                  */
3914                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3915                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3916                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3917                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3918                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3919                 if (!map)
3920                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3921                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3922         }
3923 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3924         /*
3925          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3926          */
3927         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3928                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3929 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3930                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3931                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3932 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3933         }
3934 #endif
3935 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3936 }
3937
3938 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3939                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3940 {
3941         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3942
3943         pgdat->node_id = nid;
3944         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3945         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3946
3947         alloc_node_mem_map(pgdat);
3948 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3949         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3950                 nid, (unsigned long)pgdat,
3951                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3952 #endif
3953
3954         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3955 }
3956
3957 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3958
3959 #if MAX_NUMNODES > 1
3960 /*
3961  * Figure out the number of possible node ids.
3962  */
3963 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3964 {
3965         unsigned int node;
3966         unsigned int highest = 0;
3967
3968         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3969                 highest = node;
3970         nr_node_ids = highest + 1;
3971 }
3972 #else
3973 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3974 {
3975 }
3976 #endif
3977
3978 /**
3979  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3980  * @nid: The node ID the range resides on
3981  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3982  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3983  *
3984  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3985  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3986  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3987  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3988  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3989  */
3990 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3991                                                 unsigned long end_pfn)
3992 {
3993         int i;
3994
3995         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3996                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3997                         "%d entries of %d used\n",
3998                         nid, start_pfn, end_pfn,
3999                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
4000
4001         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
4002
4003         /* Merge with existing active regions if possible */
4004         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4005                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4006                         continue;
4007
4008                 /* Skip if an existing region covers this new one */
4009                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
4010                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
4011                         return;
4012
4013                 /* Merge forward if suitable */
4014                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
4015                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
4016                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4017                         return;
4018                 }
4019
4020                 /* Merge backward if suitable */
4021                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
4022                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
4023                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4024                         return;
4025                 }
4026         }
4027
4028         /* Check that early_node_map is large enough */
4029         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
4030                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
4031                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
4032                 return;
4033         }
4034
4035         early_node_map[i].nid = nid;
4036         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4037         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4038         nr_nodemap_entries = i + 1;
4039 }
4040
4041 /**
4042  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
4043  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
4044  * @start_pfn: The new PFN of the range
4045  * @end_pfn: The new PFN of the range
4046  *
4047  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
4048  * The map is kept near the end physical page range that has already been
4049  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
4050  * range.
4051  */
4052 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4053                                 unsigned long end_pfn)
4054 {
4055         int i, j;
4056         int removed = 0;
4057
4058         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
4059                           nid, start_pfn, end_pfn);
4060
4061         /* Find the old active region end and shrink */
4062         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4063                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4064                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
4065                         /* clear it */
4066                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
4067                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
4068                         removed = 1;
4069                         continue;
4070                 }
4071                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
4072                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
4073                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4074                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
4075                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
4076                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
4077                         continue;
4078                 }
4079                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4080                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
4081                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
4082                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
4083                         continue;
4084                 }
4085         }
4086
4087         if (!removed)
4088                 return;
4089
4090         /* remove the blank ones */
4091         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
4092                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4093                         continue;
4094                 if (early_node_map[i].end_pfn)
4095                         continue;
4096                 /* we found it, get rid of it */
4097                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
4098                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
4099                                 sizeof(early_node_map[j]));
4100                 j = nr_nodemap_entries - 1;
4101                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
4102                 nr_nodemap_entries--;
4103         }
4104 }
4105
4106 /**
4107  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
4108  *
4109  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
4110  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
4111  * all currently registered regions.
4112  */
4113 void __init remove_all_active_ranges(void)
4114 {
4115         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
4116         nr_nodemap_entries = 0;
4117 }
4118
4119 /* Compare two active node_active_regions */
4120 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
4121 {
4122         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
4123         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
4124
4125         /* Done this way to avoid overflows */
4126         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
4127                 return 1;
4128         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
4129                 return -1;
4130
4131         return 0;
4132 }
4133
4134 /* sort the node_map by start_pfn */
4135 static void __init sort_node_map(void)
4136 {
4137         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
4138                         sizeof(struct node_active_region),
4139                         cmp_node_active_region, NULL);
4140 }
4141
4142 /* Find the lowest pfn for a node */
4143 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4144 {
4145         int i;
4146         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4147
4148         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
4149         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4150                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4151
4152         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4153                 printk(KERN_WARNING
4154                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4155                 return 0;
4156         }
4157
4158         return min_pfn;
4159 }
4160
4161 /**
4162  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4163  *
4164  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4165  * add_active_range().
4166  */
4167 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4168 {
4169         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4170 }
4171
4172 /*
4173  * early_calculate_totalpages()
4174  * Sum pages in active regions for movable zone.
4175  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
4176  */
4177 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4178 {
4179         int i;
4180         unsigned long totalpages = 0;
4181
4182         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4183                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
4184                                                 early_node_map[i].start_pfn;
4185                 totalpages += pages;
4186                 if (pages)
4187                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
4188         }
4189         return totalpages;
4190 }
4191
4192 /*
4193  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4194  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4195  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4196  * others
4197  */
4198 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
4199 {
4200         int i, nid;
4201         unsigned long usable_startpfn;
4202         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4203         /* save the state before borrow the nodemask */
4204         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_HIGH_MEMORY];
4205         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4206         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
4207
4208         /*
4209          * If movablecore was specified, calculate what size of
4210          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4211          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4212          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4213          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4214          * what movablecore would have allowed.
4215          */
4216         if (required_movablecore) {
4217                 unsigned long corepages;
4218
4219                 /*
4220                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4221                  * was requested by the user
4222                  */
4223                 required_movablecore =
4224                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4225                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4226
4227                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4228         }
4229
4230         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4231         if (!required_kernelcore)
4232                 goto out;
4233
4234         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4235         find_usable_zone_for_movable();
4236         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4237
4238 restart:
4239         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4240         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4241         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4242                 /*
4243                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4244                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4245                  * amount of memory for the kernel
4246                  */
4247                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4248                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4249
4250                 /*
4251                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4252                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4253                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4254                  */
4255                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4256
4257                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4258                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4259                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4260                         unsigned long size_pages;
4261
4262                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4263                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4264                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4265                         if (start_pfn >= end_pfn)
4266                                 continue;
4267
4268                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4269                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4270                                 unsigned long kernel_pages;
4271                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4272                                                                 - start_pfn;
4273
4274                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4275                                                         kernelcore_remaining);
4276                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4277                                                         required_kernelcore);
4278
4279                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4280                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4281
4282                                         /*
4283                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4284                                          * that if we have to rebalance
4285                                          * kernelcore across nodes, we will
4286                                          * not double account here
4287                                          */
4288                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4289                                         continue;
4290                                 }
4291                                 start_pfn = usable_startpfn;
4292                         }
4293
4294                         /*
4295                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4296                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4297                          * number of pages used as kernelcore
4298                          */
4299                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4300                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4301                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4302                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4303
4304                         /*
4305                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4306                          * break if the kernelcore for this node has been
4307                          * satisified
4308                          */
4309                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4310                                                                 size_pages);
4311                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4312                         if (!kernelcore_remaining)
4313                                 break;
4314                 }
4315         }
4316
4317         /*
4318          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4319          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4320          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4321          * satisified
4322          */
4323         usable_nodes--;
4324         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4325                 goto restart;
4326
4327         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4328         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4329                 zone_movable_pfn[nid] =
4330                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4331
4332 out:
4333         /* restore the node_state */
4334         node_states[N_HIGH_MEMORY] = saved_node_state;
4335 }
4336
4337 /* Any regular memory on that node ? */
4338 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4339 {
4340 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4341         enum zone_type zone_type;
4342
4343         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4344                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4345                 if (zone->present_pages)
4346                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4347         }
4348 #endif
4349 }
4350
4351 /**
4352  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4353  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4354  *
4355  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4356  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4357  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4358  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4359  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4360  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4361  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4362  * at arch_max_dma_pfn.
4363  */
4364 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4365 {
4366         unsigned long nid;
4367         int i;
4368
4369         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4370         sort_node_map();
4371
4372         /* Record where the zone boundaries are */
4373         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4374                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4375         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4376                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4377         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4378         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4379         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4380                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4381                         continue;
4382                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4383                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4384                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4385                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4386         }
4387         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4388         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4389
4390         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4391         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4392         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4393
4394         /* Print out the zone ranges */
4395         printk("Zone PFN ranges:\n");
4396         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4397                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4398                         continue;
4399                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4400                                 zone_names[i],
4401                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4402                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4403         }
4404
4405         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4406         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4407         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4408                 if (zone_movable_pfn[i])
4409                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4410         }
4411
4412         /* Print out the early_node_map[] */
4413         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4414         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4415                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4416                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4417                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4418
4419         /* Initialise every node */
4420         mminit_verify_pageflags_layout();
4421         setup_nr_node_ids();
4422         for_each_online_node(nid) {
4423                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4424                 free_area_init_node(nid, NULL,
4425                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4426
4427                 /* Any memory on that node */
4428                 if (pgdat->node_present_pages)
4429                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4430                 check_for_regular_memory(pgdat);
4431         }
4432 }
4433
4434 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4435 {
4436         unsigned long long coremem;
4437         if (!p)
4438                 return -EINVAL;
4439
4440         coremem = memparse(p, &p);
4441         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4442
4443         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4444         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4445
4446         return 0;
4447 }
4448
4449 /*
4450  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4451  * cannot be reclaimed or migrated.
4452  */
4453 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4454 {
4455         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4456 }
4457
4458 /*
4459  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4460  * can be reclaimed or migrated.
4461  */
4462 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4463 {
4464         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4465 }
4466
4467 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4468 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4469
4470 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4471
4472 /**
4473  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4474  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4475  *
4476  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4477  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4478  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4479  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4480  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4481  * smaller per-cpu batchsize.
4482  */
4483 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4484 {
4485         dma_reserve = new_dma_reserve;
4486 }
4487
4488 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4489 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4490 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4491 #endif
4492
4493 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4494 {
4495         free_area_init_node(0, zones_size,
4496                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4497 }
4498
4499 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4500                                  unsigned long action, void *hcpu)
4501 {
4502         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4503
4504         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4505                 drain_pages(cpu);
4506
4507                 /*
4508                  * Spill the event counters of the dead processor
4509                  * into the current processors event counters.
4510                  * This artificially elevates the count of the current
4511                  * processor.
4512                  */
4513                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4514
4515                 /*
4516                  * Zero the differential counters of the dead processor
4517                  * so that the vm statistics are consistent.
4518                  *
4519                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4520                  * race with what we are doing.
4521                  */
4522                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4523         }
4524         return NOTIFY_OK;
4525 }
4526
4527 void __init page_alloc_init(void)
4528 {
4529         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4530 }
4531
4532 /*
4533  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4534  *      or min_free_kbytes changes.
4535  */
4536 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4537 {
4538         struct pglist_data *pgdat;
4539         unsigned long reserve_pages = 0;
4540         enum zone_type i, j;
4541
4542         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4543                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4544                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4545                         unsigned long max = 0;
4546
4547                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4548                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4549                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4550                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4551                         }
4552
4553                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
4554                         max += high_wmark_pages(zone);
4555
4556                         if (max > zone->present_pages)
4557                                 max = zone->present_pages;
4558                         reserve_pages += max;
4559                 }
4560         }
4561         totalreserve_pages = reserve_pages;
4562 }
4563
4564 /*
4565  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4566  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4567  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4568  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4569  */
4570 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4571 {
4572         struct pglist_data *pgdat;
4573         enum zone_type j, idx;
4574
4575         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4576                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4577                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4578                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4579
4580                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4581
4582                         idx = j;
4583                         while (idx) {
4584                                 struct zone *lower_zone;
4585
4586                                 idx--;
4587
4588                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4589                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4590
4591                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4592                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4593                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4594                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4595                         }
4596                 }
4597         }
4598
4599         /* update totalreserve_pages */
4600         calculate_totalreserve_pages();
4601 }
4602
4603 /**
4604  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
4605  * or when memory is hot-{added|removed}
4606  *
4607  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
4608  * correctly with respect to min_free_kbytes.
4609  */
4610 void setup_per_zone_wmarks(void)
4611 {
4612         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4613         unsigned long lowmem_pages = 0;
4614         struct zone *zone;
4615         unsigned long flags;
4616
4617         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4618         for_each_zone(zone) {
4619                 if (!is_highmem(zone))
4620                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4621         }
4622
4623         for_each_zone(zone) {
4624                 u64 tmp;
4625
4626                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4627                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4628                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4629                 if (is_highmem(zone)) {
4630                         /*
4631                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4632                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4633                          * value here.
4634                          *
4635                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
4636                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4637                          * not be capped for highmem.
4638                          */
4639                         int min_pages;
4640
4641                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4642                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4643                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4644                         if (min_pages > 128)
4645                                 min_pages = 128;
4646                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
4647                 } else {
4648                         /*
4649                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4650                          * proportionate to the zone's size.
4651                          */
4652                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
4653                 }
4654
4655                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
4656                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
4657                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4658                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4659         }
4660
4661         /* update totalreserve_pages */
4662         calculate_totalreserve_pages();
4663 }
4664
4665 /*
4666  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4667  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4668  * to be referenced again before it is swapped out.
4669  *
4670  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4671  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4672  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4673  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4674  *
4675  * total     target    max
4676  * memory    ratio     inactive anon
4677  * -------------------------------------
4678  *   10MB       1         5MB
4679  *  100MB       1        50MB
4680  *    1GB       3       250MB
4681  *   10GB      10       0.9GB
4682  *  100GB      31         3GB
4683  *    1TB     101        10GB
4684  *   10TB     320        32GB
4685  */
4686 void calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
4687 {
4688         unsigned int gb, ratio;
4689
4690         /* Zone size in gigabytes */
4691         gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4692         if (gb)
4693                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4694         else
4695                 ratio = 1;
4696
4697         zone->inactive_ratio = ratio;
4698 }
4699
4700 static void __init setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4701 {
4702         struct zone *zone;
4703
4704         for_each_zone(zone)
4705                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
4706 }
4707
4708 /*
4709  * Initialise min_free_kbytes.
4710  *
4711  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4712  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4713  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4714  *
4715  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4716  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4717  *
4718  * which yields
4719  *
4720  * 16MB:        512k
4721  * 32MB:        724k
4722  * 64MB:        1024k
4723  * 128MB:       1448k
4724  * 256MB:       2048k
4725  * 512MB:       2896k
4726  * 1024MB:      4096k
4727  * 2048MB:      5792k
4728  * 4096MB:      8192k
4729  * 8192MB:      11584k
4730  * 16384MB:     16384k
4731  */
4732 static int __init init_per_zone_wmark_min(void)
4733 {
4734         unsigned long lowmem_kbytes;
4735
4736         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4737
4738         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4739         if (min_free_kbytes < 128)
4740                 min_free_kbytes = 128;
4741         if (min_free_kbytes > 65536)
4742                 min_free_kbytes = 65536;
4743         setup_per_zone_wmarks();
4744         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4745         setup_per_zone_inactive_ratio();
4746         return 0;
4747 }
4748 module_init(init_per_zone_wmark_min)
4749
4750 /*
4751  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4752  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4753  *      changes.
4754  */
4755 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4756         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4757 {
4758         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
4759         if (write)
4760                 setup_per_zone_wmarks();
4761         return 0;
4762 }
4763
4764 #ifdef CONFIG_NUMA
4765 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4766         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4767 {
4768         struct zone *zone;
4769         int rc;
4770
4771         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4772         if (rc)
4773                 return rc;
4774
4775         for_each_zone(zone)
4776                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4777                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4778         return 0;
4779 }
4780
4781 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4782         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4783 {
4784         struct zone *zone;
4785         int rc;
4786
4787         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4788         if (rc)
4789                 return rc;
4790
4791         for_each_zone(zone)
4792                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4793                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4794         return 0;
4795 }
4796 #endif
4797
4798 /*
4799  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4800  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4801  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4802  *
4803  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4804  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4805  * if in function of the boot time zone sizes.
4806  */
4807 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4808         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4809 {
4810         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4811         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4812         return 0;
4813 }
4814
4815 /*
4816  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4817  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4818  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4819  */
4820
4821 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4822         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4823 {
4824         struct zone *zone;
4825         unsigned int cpu;
4826         int ret;
4827
4828         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4829         if (!write || (ret == -EINVAL))
4830                 return ret;
4831         for_each_populated_zone(zone) {
4832                 for_each_online_cpu(cpu) {
4833                         unsigned long  high;
4834                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4835                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4836                 }
4837         }
4838         return 0;
4839 }
4840
4841 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4842
4843 #ifdef CONFIG_NUMA
4844 static int __init set_hashdist(char *str)
4845 {
4846         if (!str)
4847                 return 0;
4848         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4849         return 1;
4850 }
4851 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4852 #endif
4853
4854 /*
4855  * allocate a large system hash table from bootmem
4856  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4857  *   quantity of entries
4858  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4859  */
4860 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4861                                      unsigned long bucketsize,
4862                                      unsigned long numentries,
4863                                      int scale,
4864                                      int flags,
4865                                      unsigned int *_hash_shift,
4866                                      unsigned int *_hash_mask,
4867                                      unsigned long limit)
4868 {
4869         unsigned long long max = limit;
4870         unsigned long log2qty, size;
4871         void *table = NULL;
4872
4873         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4874         if (!numentries) {
4875                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4876                 numentries = nr_kernel_pages;
4877                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4878                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4879                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4880
4881                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4882                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4883                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4884                 else
4885                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4886
4887                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4888                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
4889                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
4890                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
4891                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
4892                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
4893                                 BUG_ON(!numentries);
4894                         }
4895                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4896                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4897         }
4898         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4899
4900         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4901         if (max == 0) {
4902                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4903                 do_div(max, bucketsize);
4904         }
4905
4906         if (numentries > max)
4907                 numentries = max;
4908
4909         log2qty = ilog2(numentries);
4910
4911         do {
4912                 size = bucketsize << log2qty;
4913                 if (flags & HASH_EARLY)
4914                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4915                 else if (hashdist)
4916                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4917                 else {
4918                         /*
4919                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4920                          * some pages at the end of hash table which
4921                          * alloc_pages_exact() automatically does
4922                          */
4923                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
4924                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
4925                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
4926                         }
4927                 }
4928         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4929
4930         if (!table)
4931                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4932
4933         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4934                tablename,
4935                (1U << log2qty),
4936                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4937                size);
4938
4939         if (_hash_shift)
4940                 *_hash_shift = log2qty;
4941         if (_hash_mask)
4942                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4943
4944         return table;
4945 }
4946
4947 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4948 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4949                                                         unsigned long pfn)
4950 {
4951 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4952         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4953 #else
4954         return zone->pageblock_flags;
4955 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4956 }
4957
4958 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4959 {
4960 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4961         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4962         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4963 #else
4964         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4965         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4966 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4967 }
4968
4969 /**
4970  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4971  * @page: The page within the block of interest
4972  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4973  * @end_bitidx: The last bit of interest
4974  * returns pageblock_bits flags
4975  */
4976 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4977                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4978 {
4979         struct zone *zone;
4980         unsigned long *bitmap;
4981         unsigned long pfn, bitidx;
4982         unsigned long flags = 0;
4983         unsigned long value = 1;
4984
4985         zone = page_zone(page);
4986         pfn = page_to_pfn(page);
4987         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4988         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4989
4990         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4991                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4992                         flags |= value;
4993
4994         return flags;
4995 }
4996
4997 /**
4998  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4999  * @page: The page within the block of interest
5000  * @start_bitidx: The first bit of interest
5001  * @end_bitidx: The last bit of interest
5002  * @flags: The flags to set
5003  */
5004 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
5005                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5006 {
5007         struct zone *zone;
5008         unsigned long *bitmap;
5009         unsigned long pfn, bitidx;
5010         unsigned long value = 1;
5011
5012         zone = page_zone(page);
5013         pfn = page_to_pfn(page);
5014         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5015         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5016         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
5017         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
5018
5019         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5020                 if (flags & value)
5021                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5022                 else
5023                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5024 }
5025
5026 /*
5027  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
5028  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
5029  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
5030  */
5031
5032 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
5033 {
5034         struct zone *zone;
5035         unsigned long flags;
5036         int ret = -EBUSY;
5037         int zone_idx;
5038
5039         zone = page_zone(page);
5040         zone_idx = zone_idx(zone);
5041         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5042         /*
5043          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
5044          */
5045         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE &&
5046             zone_idx != ZONE_MOVABLE)
5047                 goto out;
5048         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
5049         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
5050         ret = 0;
5051 out:
5052         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5053         if (!ret)
5054                 drain_all_pages();
5055         return ret;
5056 }
5057
5058 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
5059 {
5060         struct zone *zone;
5061         unsigned long flags;
5062         zone = page_zone(page);
5063         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5064         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
5065                 goto out;
5066         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
5067         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
5068 out:
5069         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5070 }
5071
5072 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
5073 /*
5074  * All pages in the range must be isolated before calling this.
5075  */
5076 void
5077 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
5078 {
5079         struct page *page;
5080         struct zone *zone;
5081         int order, i;
5082         unsigned long pfn;
5083         unsigned long flags;
5084         /* find the first valid pfn */
5085         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
5086                 if (pfn_valid(pfn))
5087                         break;
5088         if (pfn == end_pfn)
5089                 return;
5090         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
5091         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5092         pfn = start_pfn;
5093         while (pfn < end_pfn) {
5094                 if (!pfn_valid(pfn)) {
5095                         pfn++;
5096                         continue;
5097                 }
5098                 page = pfn_to_page(pfn);
5099                 BUG_ON(page_count(page));
5100                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
5101                 order = page_order(page);
5102 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5103                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
5104                        pfn, 1 << order, end_pfn);
5105 #endif
5106                 list_del(&page->lru);
5107                 rmv_page_order(page);
5108                 zone->free_area[order].nr_free--;
5109                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
5110                                       - (1UL << order));
5111                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
5112                         SetPageReserved((page+i));
5113                 pfn += (1 << order);
5114         }
5115         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5116 }
5117 #endif