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