drm/radeon: add quirk for RV100 board
[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 = higher_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 = NULL;
2297         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
2298         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2299
2300         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
2301
2302         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
2303
2304         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
2305
2306         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
2307                 return NULL;
2308
2309         /*
2310          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
2311          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
2312          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
2313          */
2314         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
2315                 return NULL;
2316
2317 retry_cpuset:
2318         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2319
2320         /* The preferred zone is used for statistics later */
2321         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx,
2322                                 nodemask ? : &cpuset_current_mems_allowed,
2323                                 &preferred_zone);
2324         if (!preferred_zone)
2325                 goto out;
2326
2327         /* First allocation attempt */
2328         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
2329                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
2330                         preferred_zone, migratetype);
2331         if (unlikely(!page))
2332                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
2333                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2334                                 preferred_zone, migratetype);
2335
2336         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
2337
2338 out:
2339         /*
2340          * When updating a task's mems_allowed, it is possible to race with
2341          * parallel threads in such a way that an allocation can fail while
2342          * the mask is being updated. If a page allocation is about to fail,
2343          * check if the cpuset changed during allocation and if so, retry.
2344          */
2345         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2346                 goto retry_cpuset;
2347
2348         return page;
2349 }
2350 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
2351
2352 /*
2353  * Common helper functions.
2354  */
2355 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2356 {
2357         struct page *page;
2358
2359         /*
2360          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
2361          * a highmem page
2362          */
2363         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
2364
2365         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
2366         if (!page)
2367                 return 0;
2368         return (unsigned long) page_address(page);
2369 }
2370 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2371
2372 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2373 {
2374         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2375 }
2376 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2377
2378 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
2379 {
2380         int i = pagevec_count(pvec);
2381
2382         while (--i >= 0) {
2383                 trace_mm_pagevec_free(pvec->pages[i], pvec->cold);
2384                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
2385         }
2386 }
2387
2388 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2389 {
2390         if (put_page_testzero(page)) {
2391                 if (order == 0)
2392                         free_hot_cold_page(page, 0);
2393                 else
2394                         __free_pages_ok(page, order);
2395         }
2396 }
2397
2398 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2399
2400 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2401 {
2402         if (addr != 0) {
2403                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2404                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2405         }
2406 }
2407
2408 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2409
2410 static void *make_alloc_exact(unsigned long addr, unsigned order, size_t size)
2411 {
2412         if (addr) {
2413                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2414                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2415
2416                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2417                 while (used < alloc_end) {
2418                         free_page(used);
2419                         used += PAGE_SIZE;
2420                 }
2421         }
2422         return (void *)addr;
2423 }
2424
2425 /**
2426  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2427  * @size: the number of bytes to allocate
2428  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2429  *
2430  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2431  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2432  * allocate memory in power-of-two pages.
2433  *
2434  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2435  *
2436  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2437  */
2438 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2439 {
2440         unsigned int order = get_order(size);
2441         unsigned long addr;
2442
2443         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2444         return make_alloc_exact(addr, order, size);
2445 }
2446 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2447
2448 /**
2449  * alloc_pages_exact_nid - allocate an exact number of physically-contiguous
2450  *                         pages on a node.
2451  * @nid: the preferred node ID where memory should be allocated
2452  * @size: the number of bytes to allocate
2453  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2454  *
2455  * Like alloc_pages_exact(), but try to allocate on node nid first before falling
2456  * back.
2457  * Note this is not alloc_pages_exact_node() which allocates on a specific node,
2458  * but is not exact.
2459  */
2460 void *alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask)
2461 {
2462         unsigned order = get_order(size);
2463         struct page *p = alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
2464         if (!p)
2465                 return NULL;
2466         return make_alloc_exact((unsigned long)page_address(p), order, size);
2467 }
2468 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact_nid);
2469
2470 /**
2471  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2472  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2473  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2474  *
2475  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2476  */
2477 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2478 {
2479         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2480         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2481
2482         while (addr < end) {
2483                 free_page(addr);
2484                 addr += PAGE_SIZE;
2485         }
2486 }
2487 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2488
2489 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
2490 {
2491         struct zoneref *z;
2492         struct zone *zone;
2493
2494         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2495         unsigned int sum = 0;
2496
2497         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2498
2499         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2500                 unsigned long size = zone->present_pages;
2501                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2502                 if (size > high)
2503                         sum += size - high;
2504         }
2505
2506         return sum;
2507 }
2508
2509 /*
2510  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
2511  */
2512 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
2513 {
2514         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2515 }
2516 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2517
2518 /*
2519  * Amount of free RAM allocatable within all zones
2520  */
2521 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
2522 {
2523         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2524 }
2525
2526 static inline void show_node(struct zone *zone)
2527 {
2528         if (NUMA_BUILD)
2529                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2530 }
2531
2532 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2533 {
2534         val->totalram = totalram_pages;
2535         val->sharedram = 0;
2536         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2537         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2538         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2539         val->freehigh = nr_free_highpages();
2540         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2541 }
2542
2543 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2544
2545 #ifdef CONFIG_NUMA
2546 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2547 {
2548         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2549
2550         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2551         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2552 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2553         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2554         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2555                         NR_FREE_PAGES);
2556 #else
2557         val->totalhigh = 0;
2558         val->freehigh = 0;
2559 #endif
2560         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2561 }
2562 #endif
2563
2564 /*
2565  * Determine whether the node should be displayed or not, depending on whether
2566  * SHOW_MEM_FILTER_NODES was passed to show_free_areas().
2567  */
2568 bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid)
2569 {
2570         bool ret = false;
2571         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2572
2573         if (!(flags & SHOW_MEM_FILTER_NODES))
2574                 goto out;
2575
2576         do {
2577                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2578                 ret = !node_isset(nid, cpuset_current_mems_allowed);
2579         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
2580 out:
2581         return ret;
2582 }
2583
2584 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2585
2586 /*
2587  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2588  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2589  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2590  * Suppresses nodes that are not allowed by current's cpuset if
2591  * SHOW_MEM_FILTER_NODES is passed.
2592  */
2593 void show_free_areas(unsigned int filter)
2594 {
2595         int cpu;
2596         struct zone *zone;
2597
2598         for_each_populated_zone(zone) {
2599                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2600                         continue;
2601                 show_node(zone);
2602                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2603
2604                 for_each_online_cpu(cpu) {
2605                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2606
2607                         pageset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
2608
2609                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2610                                cpu, pageset->pcp.high,
2611                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2612                 }
2613         }
2614
2615         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
2616                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
2617                 " unevictable:%lu"
2618                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2619                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
2620                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2621                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2622                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2623                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
2624                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2625                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2626                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
2627                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2628                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2629                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2630                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2631                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2632                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
2633                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2634                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2635                 global_page_state(NR_SHMEM),
2636                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2637                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2638
2639         for_each_populated_zone(zone) {
2640                 int i;
2641
2642                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2643                         continue;
2644                 show_node(zone);
2645                 printk("%s"
2646                         " free:%lukB"
2647                         " min:%lukB"
2648                         " low:%lukB"
2649                         " high:%lukB"
2650                         " active_anon:%lukB"
2651                         " inactive_anon:%lukB"
2652                         " active_file:%lukB"
2653                         " inactive_file:%lukB"
2654                         " unevictable:%lukB"
2655                         " isolated(anon):%lukB"
2656                         " isolated(file):%lukB"
2657                         " present:%lukB"
2658                         " mlocked:%lukB"
2659                         " dirty:%lukB"
2660                         " writeback:%lukB"
2661                         " mapped:%lukB"
2662                         " shmem:%lukB"
2663                         " slab_reclaimable:%lukB"
2664                         " slab_unreclaimable:%lukB"
2665                         " kernel_stack:%lukB"
2666                         " pagetables:%lukB"
2667                         " unstable:%lukB"
2668                         " bounce:%lukB"
2669                         " writeback_tmp:%lukB"
2670                         " pages_scanned:%lu"
2671                         " all_unreclaimable? %s"
2672                         "\n",
2673                         zone->name,
2674                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2675                         K(min_wmark_pages(zone)),
2676                         K(low_wmark_pages(zone)),
2677                         K(high_wmark_pages(zone)),
2678                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2679                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2680                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2681                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2682                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2683                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
2684                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
2685                         K(zone->present_pages),
2686                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
2687                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
2688                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
2689                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
2690                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
2691                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
2692                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
2693                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
2694                                 THREAD_SIZE / 1024,
2695                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
2696                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
2697                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
2698                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
2699                         zone->pages_scanned,
2700                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
2701                         );
2702                 printk("lowmem_reserve[]:");
2703                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2704                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2705                 printk("\n");
2706         }
2707
2708         for_each_populated_zone(zone) {
2709                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2710
2711                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2712                         continue;
2713                 show_node(zone);
2714                 printk("%s: ", zone->name);
2715
2716                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2717                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2718                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2719                         total += nr[order] << order;
2720                 }
2721                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2722                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2723                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2724                 printk("= %lukB\n", K(total));
2725         }
2726
2727         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2728
2729         show_swap_cache_info();
2730 }
2731
2732 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2733 {
2734         zoneref->zone = zone;
2735         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2736 }
2737
2738 /*
2739  * Builds allocation fallback zone lists.
2740  *
2741  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2742  */
2743 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2744                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2745 {
2746         struct zone *zone;
2747
2748         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2749         zone_type++;
2750
2751         do {
2752                 zone_type--;
2753                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2754                 if (populated_zone(zone)) {
2755                         zoneref_set_zone(zone,
2756                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2757                         check_highest_zone(zone_type);
2758                 }
2759
2760         } while (zone_type);
2761         return nr_zones;
2762 }
2763
2764
2765 /*
2766  *  zonelist_order:
2767  *  0 = automatic detection of better ordering.
2768  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2769  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2770  *
2771  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2772  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2773  */
2774 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2775 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2776 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2777
2778 /* zonelist order in the kernel.
2779  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2780  */
2781 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2782 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2783
2784
2785 #ifdef CONFIG_NUMA
2786 /* The value user specified ....changed by config */
2787 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2788 /* string for sysctl */
2789 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2790 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2791
2792 /*
2793  * interface for configure zonelist ordering.
2794  * command line option "numa_zonelist_order"
2795  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2796  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2797  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2798  */
2799
2800 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2801 {
2802         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2803                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2804         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2805                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2806         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2807                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2808         } else {
2809                 printk(KERN_WARNING
2810                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2811                         "%s\n", s);
2812                 return -EINVAL;
2813         }
2814         return 0;
2815 }
2816
2817 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2818 {
2819         int ret;
2820
2821         if (!s)
2822                 return 0;
2823
2824         ret = __parse_numa_zonelist_order(s);
2825         if (ret == 0)
2826                 strlcpy(numa_zonelist_order, s, NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2827
2828         return ret;
2829 }
2830 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2831
2832 /*
2833  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2834  */
2835 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2836                 void __user *buffer, size_t *length,
2837                 loff_t *ppos)
2838 {
2839         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2840         int ret;
2841         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
2842
2843         mutex_lock(&zl_order_mutex);
2844         if (write)
2845                 strcpy(saved_string, (char*)table->data);
2846         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
2847         if (ret)
2848                 goto out;
2849         if (write) {
2850                 int oldval = user_zonelist_order;
2851                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2852                         /*
2853                          * bogus value.  restore saved string
2854                          */
2855                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2856                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2857                         user_zonelist_order = oldval;
2858                 } else if (oldval != user_zonelist_order) {
2859                         mutex_lock(&zonelists_mutex);
2860                         build_all_zonelists(NULL);
2861                         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
2862                 }
2863         }
2864 out:
2865         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
2866         return ret;
2867 }
2868
2869
2870 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
2871 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2872
2873 /**
2874  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2875  * @node: node whose fallback list we're appending
2876  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2877  *
2878  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2879  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2880  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2881  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2882  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2883  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2884  * on them otherwise.
2885  * It returns -1 if no node is found.
2886  */
2887 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2888 {
2889         int n, val;
2890         int min_val = INT_MAX;
2891         int best_node = -1;
2892         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2893
2894         /* Use the local node if we haven't already */
2895         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2896                 node_set(node, *used_node_mask);
2897                 return node;
2898         }
2899
2900         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2901
2902                 /* Don't want a node to appear more than once */
2903                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2904                         continue;
2905
2906                 /* Use the distance array to find the distance */
2907                 val = node_distance(node, n);
2908
2909                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2910                 val += (n < node);
2911
2912                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2913                 tmp = cpumask_of_node(n);
2914                 if (!cpumask_empty(tmp))
2915                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2916
2917                 /* Slight preference for less loaded node */
2918                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2919                 val += node_load[n];
2920
2921                 if (val < min_val) {
2922                         min_val = val;
2923                         best_node = n;
2924                 }
2925         }
2926
2927         if (best_node >= 0)
2928                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2929
2930         return best_node;
2931 }
2932
2933
2934 /*
2935  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2936  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2937  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2938  */
2939 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2940 {
2941         int j;
2942         struct zonelist *zonelist;
2943
2944         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2945         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2946                 ;
2947         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2948                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2949         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2950         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2951 }
2952
2953 /*
2954  * Build gfp_thisnode zonelists
2955  */
2956 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2957 {
2958         int j;
2959         struct zonelist *zonelist;
2960
2961         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2962         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2963         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2964         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2965 }
2966
2967 /*
2968  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2969  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2970  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2971  * may still exist in local DMA zone.
2972  */
2973 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2974
2975 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2976 {
2977         int pos, j, node;
2978         int zone_type;          /* needs to be signed */
2979         struct zone *z;
2980         struct zonelist *zonelist;
2981
2982         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2983         pos = 0;
2984         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2985                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2986                         node = node_order[j];
2987                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2988                         if (populated_zone(z)) {
2989                                 zoneref_set_zone(z,
2990                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2991                                 check_highest_zone(zone_type);
2992                         }
2993                 }
2994         }
2995         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2996         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2997 }
2998
2999 static int default_zonelist_order(void)
3000 {
3001         int nid, zone_type;
3002         unsigned long low_kmem_size,total_size;
3003         struct zone *z;
3004         int average_size;
3005         /*
3006          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the system.
3007          * If they are really small and used heavily, the system can fall
3008          * into OOM very easily.
3009          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and configures zone order.
3010          */
3011         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
3012         low_kmem_size = 0;
3013         total_size = 0;
3014         for_each_online_node(nid) {
3015                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3016                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3017                         if (populated_zone(z)) {
3018                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3019                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3020                                 total_size += z->present_pages;
3021                         } else if (zone_type == ZONE_NORMAL) {
3022                                 /*
3023                                  * If any node has only lowmem, then node order
3024                                  * is preferred to allow kernel allocations
3025                                  * locally; otherwise, they can easily infringe
3026                                  * on other nodes when there is an abundance of
3027                                  * lowmem available to allocate from.
3028                                  */
3029                                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3030                         }
3031                 }
3032         }
3033         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
3034             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
3035                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3036         /*
3037          * look into each node's config.
3038          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
3039          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
3040          */
3041         average_size = total_size /
3042                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
3043         for_each_online_node(nid) {
3044                 low_kmem_size = 0;
3045                 total_size = 0;
3046                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3047                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3048                         if (populated_zone(z)) {
3049                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3050                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3051                                 total_size += z->present_pages;
3052                         }
3053                 }
3054                 if (low_kmem_size &&
3055                     total_size > average_size && /* ignore small node */
3056                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
3057                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
3058         }
3059         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
3060 }
3061
3062 static void set_zonelist_order(void)
3063 {
3064         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
3065                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
3066         else
3067                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
3068 }
3069
3070 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3071 {
3072         int j, node, load;
3073         enum zone_type i;
3074         nodemask_t used_mask;
3075         int local_node, prev_node;
3076         struct zonelist *zonelist;
3077         int order = current_zonelist_order;
3078
3079         /* initialize zonelists */
3080         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
3081                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
3082                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
3083                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
3084         }
3085
3086         /* NUMA-aware ordering of nodes */
3087         local_node = pgdat->node_id;
3088         load = nr_online_nodes;
3089         prev_node = local_node;
3090         nodes_clear(used_mask);
3091
3092         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
3093         j = 0;
3094
3095         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
3096                 int distance = node_distance(local_node, node);
3097
3098                 /*
3099                  * If another node is sufficiently far away then it is better
3100                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
3101                  */
3102                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
3103                         zone_reclaim_mode = 1;
3104
3105                 /*
3106                  * We don't want to pressure a particular node.
3107                  * So adding penalty to the first node in same
3108                  * distance group to make it round-robin.
3109                  */
3110                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
3111                         node_load[node] = load;
3112
3113                 prev_node = node;
3114                 load--;
3115                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
3116                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
3117                 else
3118                         node_order[j++] = node; /* remember order */
3119         }
3120
3121         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
3122                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
3123                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
3124         }
3125
3126         build_thisnode_zonelists(pgdat);
3127 }
3128
3129 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
3130 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3131 {
3132         struct zonelist *zonelist;
3133         struct zonelist_cache *zlc;
3134         struct zoneref *z;
3135
3136         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3137         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
3138         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
3139         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
3140                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
3141 }
3142
3143 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3144 /*
3145  * Return node id of node used for "local" allocations.
3146  * I.e., first node id of first zone in arg node's generic zonelist.
3147  * Used for initializing percpu 'numa_mem', which is used primarily
3148  * for kernel allocations, so use GFP_KERNEL flags to locate zonelist.
3149  */
3150 int local_memory_node(int node)
3151 {
3152         struct zone *zone;
3153
3154         (void)first_zones_zonelist(node_zonelist(node, GFP_KERNEL),
3155                                    gfp_zone(GFP_KERNEL),
3156                                    NULL,
3157                                    &zone);
3158         return zone->node;
3159 }
3160 #endif
3161
3162 #else   /* CONFIG_NUMA */
3163
3164 static void set_zonelist_order(void)
3165 {
3166         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3167 }
3168
3169 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3170 {
3171         int node, local_node;
3172         enum zone_type j;
3173         struct zonelist *zonelist;
3174
3175         local_node = pgdat->node_id;
3176
3177         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3178         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
3179
3180         /*
3181          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
3182          * of all the other nodes.
3183          * We don't want to pressure a particular node, so when
3184          * building the zones for node N, we make sure that the
3185          * zones coming right after the local ones are those from
3186          * node N+1 (modulo N)
3187          */
3188         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
3189                 if (!node_online(node))
3190                         continue;
3191                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3192                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3193         }
3194         for (node = 0; node < local_node; node++) {
3195                 if (!node_online(node))
3196                         continue;
3197                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3198                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3199         }
3200
3201         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3202         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3203 }
3204
3205 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
3206 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3207 {
3208         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
3209 }
3210
3211 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3212
3213 /*
3214  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
3215  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
3216  * that an item put on a list will immediately be handed over to
3217  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
3218  * with interrupts disabled.
3219  *
3220  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
3221  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
3222  * hotplugged processors.
3223  *
3224  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
3225  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
3226  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
3227  */
3228 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
3229 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
3230 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone);
3231
3232 /*
3233  * Global mutex to protect against size modification of zonelists
3234  * as well as to serialize pageset setup for the new populated zone.
3235  */
3236 DEFINE_MUTEX(zonelists_mutex);
3237
3238 /* return values int ....just for stop_machine() */
3239 static __init_refok int __build_all_zonelists(void *data)
3240 {
3241         int nid;
3242         int cpu;
3243
3244 #ifdef CONFIG_NUMA
3245         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
3246 #endif
3247         for_each_online_node(nid) {
3248                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3249
3250                 build_zonelists(pgdat);
3251                 build_zonelist_cache(pgdat);
3252         }
3253
3254         /*
3255          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
3256          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
3257          * each zone will be allocated later when the per cpu
3258          * allocator is available.
3259          *
3260          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
3261          * cpus if the system is already booted because the pagesets
3262          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
3263          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
3264          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
3265          * (a chicken-egg dilemma).
3266          */
3267         for_each_possible_cpu(cpu) {
3268                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
3269
3270 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3271                 /*
3272                  * We now know the "local memory node" for each node--
3273                  * i.e., the node of the first zone in the generic zonelist.
3274                  * Set up numa_mem percpu variable for on-line cpus.  During
3275                  * boot, only the boot cpu should be on-line;  we'll init the
3276                  * secondary cpus' numa_mem as they come on-line.  During
3277                  * node/memory hotplug, we'll fixup all on-line cpus.
3278                  */
3279                 if (cpu_online(cpu))
3280                         set_cpu_numa_mem(cpu, local_memory_node(cpu_to_node(cpu)));
3281 #endif
3282         }
3283
3284         return 0;
3285 }
3286
3287 /*
3288  * Called with zonelists_mutex held always
3289  * unless system_state == SYSTEM_BOOTING.
3290  */
3291 void __ref build_all_zonelists(void *data)
3292 {
3293         set_zonelist_order();
3294
3295         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
3296                 __build_all_zonelists(NULL);
3297                 mminit_verify_zonelist();
3298                 cpuset_init_current_mems_allowed();
3299         } else {
3300                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
3301                    of zonelist */
3302 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3303                 if (data)
3304                         setup_zone_pageset((struct zone *)data);
3305 #endif
3306                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
3307                 /* cpuset refresh routine should be here */
3308         }
3309         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
3310         /*
3311          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
3312          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
3313          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
3314          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
3315          * disabled and enable it later
3316          */
3317         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
3318                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
3319         else
3320                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
3321
3322         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
3323                 "Total pages: %ld\n",
3324                         nr_online_nodes,
3325                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
3326                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
3327                         vm_total_pages);
3328 #ifdef CONFIG_NUMA
3329         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
3330 #endif
3331 }
3332
3333 /*
3334  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
3335  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
3336  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
3337  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
3338  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
3339  * conservative, even though it seems large.
3340  *
3341  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
3342  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
3343  */
3344 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
3345
3346 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3347 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3348 {
3349         unsigned long size = 1;
3350
3351         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
3352
3353         while (size < pages)
3354                 size <<= 1;
3355
3356         /*
3357          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
3358          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
3359          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
3360          */
3361         size = min(size, 4096UL);
3362
3363         return max(size, 4UL);
3364 }
3365 #else
3366 /*
3367  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
3368  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
3369  *
3370  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
3371  *
3372  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
3373  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
3374  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
3375  *
3376  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
3377  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
3378  *
3379  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
3380  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
3381  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
3382  */
3383 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3384 {
3385         return 4096UL;
3386 }
3387 #endif
3388
3389 /*
3390  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
3391  * to extract the more random high bits from the multiplicative
3392  * hash function before the remainder is taken.
3393  */
3394 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
3395 {
3396         return ffz(~size);
3397 }
3398
3399 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
3400
3401 /*
3402  * Check if a pageblock contains reserved pages
3403  */
3404 static int pageblock_is_reserved(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3405 {
3406         unsigned long pfn;
3407
3408         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3409                 if (!pfn_valid_within(pfn) || PageReserved(pfn_to_page(pfn)))
3410                         return 1;
3411         }
3412         return 0;
3413 }
3414
3415 /*
3416  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
3417  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
3418  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
3419  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
3420  * blocks as reclaim kicks in
3421  */
3422 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
3423 {
3424         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn, block_end_pfn;
3425         struct page *page;
3426         unsigned long block_migratetype;
3427         int reserve;
3428
3429         /*
3430          * Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve
3431          * We have to be careful to be aligned to pageblock_nr_pages to
3432          * make sure that we always check pfn_valid for the first page in
3433          * the block.
3434          */
3435         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
3436         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
3437         start_pfn = roundup(start_pfn, pageblock_nr_pages);
3438         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
3439                                                         pageblock_order;
3440
3441         /*
3442          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
3443          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
3444          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
3445          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
3446          * future allocation of hugepages at runtime.
3447          */
3448         reserve = min(2, reserve);
3449
3450         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
3451                 if (!pfn_valid(pfn))
3452                         continue;
3453                 page = pfn_to_page(pfn);
3454
3455                 /* Watch out for overlapping nodes */
3456                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
3457                         continue;
3458
3459                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
3460
3461                 /* Only test what is necessary when the reserves are not met */
3462                 if (reserve > 0) {
3463                         /*
3464                          * Blocks with reserved pages will never free, skip
3465                          * them.
3466                          */
3467                         block_end_pfn = min(pfn + pageblock_nr_pages, end_pfn);
3468                         if (pageblock_is_reserved(pfn, block_end_pfn))
3469                                 continue;
3470
3471                         /* If this block is reserved, account for it */
3472                         if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3473                                 reserve--;
3474                                 continue;
3475                         }
3476
3477                         /* Suitable for reserving if this block is movable */
3478                         if (block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
3479                                 set_pageblock_migratetype(page,
3480                                                         MIGRATE_RESERVE);
3481                                 move_freepages_block(zone, page,
3482                                                         MIGRATE_RESERVE);
3483                                 reserve--;
3484                                 continue;
3485                         }
3486                 }
3487
3488                 /*
3489                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
3490                  * take it back
3491                  */
3492                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3493                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3494                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
3495                 }
3496         }
3497 }
3498
3499 /*
3500  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
3501  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
3502  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
3503  */
3504 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
3505                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
3506 {
3507         struct page *page;
3508         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
3509         unsigned long pfn;
3510         struct zone *z;
3511
3512         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
3513                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
3514
3515         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
3516         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3517                 /*
3518                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
3519                  * handed to this function.  They do not
3520                  * exist on hotplugged memory.
3521                  */
3522                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
3523                         if (!early_pfn_valid(pfn))
3524                                 continue;
3525                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
3526                                 continue;
3527                 }
3528                 page = pfn_to_page(pfn);
3529                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
3530                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
3531                 init_page_count(page);
3532                 reset_page_mapcount(page);
3533                 SetPageReserved(page);
3534                 /*
3535                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
3536                  * movable at startup. This will force kernel allocations
3537                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
3538                  * the address space during boot when many long-lived
3539                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
3540                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
3541                  * setup_zone_migrate_reserve()
3542                  *
3543                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
3544                  * can be created for invalid pages (for alignment)
3545                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
3546                  * pfn out of zone.
3547                  */
3548                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
3549                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
3550                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
3551                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3552
3553                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
3554 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
3555                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3556                 if (!is_highmem_idx(zone))
3557                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3558 #endif
3559         }
3560 }
3561
3562 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3563 {
3564         int order, t;
3565         for_each_migratetype_order(order, t) {
3566                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3567                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3568         }
3569 }
3570
3571 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3572 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3573         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3574 #endif
3575
3576 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
3577 {
3578 #ifdef CONFIG_MMU
3579         int batch;
3580
3581         /*
3582          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3583          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
3584          *
3585          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
3586          */
3587         batch = zone->present_pages / 1024;
3588         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
3589                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
3590         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
3591         if (batch < 1)
3592                 batch = 1;
3593
3594         /*
3595          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
3596          * of 2 value was found to be more likely to have
3597          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
3598          *
3599          * For example if 2 tasks are alternately allocating
3600          * batches of pages, one task can end up with a lot
3601          * of pages of one half of the possible page colors
3602          * and the other with pages of the other colors.
3603          */
3604         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
3605
3606         return batch;
3607
3608 #else
3609         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
3610          * conditions.
3611          *
3612          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
3613          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
3614          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
3615          *
3616          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
3617          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
3618          * can be a significant delay between the individual batches being
3619          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
3620          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
3621          */
3622         return 0;
3623 #endif
3624 }
3625
3626 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
3627 {
3628         struct per_cpu_pages *pcp;
3629         int migratetype;
3630
3631         memset(p, 0, sizeof(*p));
3632
3633         pcp = &p->pcp;
3634         pcp->count = 0;
3635         pcp->high = 6 * batch;
3636         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
3637         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
3638                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
3639 }
3640
3641 /*
3642  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
3643  * to the value high for the pageset p.
3644  */
3645
3646 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
3647                                 unsigned long high)
3648 {
3649         struct per_cpu_pages *pcp;
3650
3651         pcp = &p->pcp;
3652         pcp->high = high;
3653         pcp->batch = max(1UL, high/4);
3654         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
3655                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
3656 }
3657
3658 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone)
3659 {
3660         int cpu;
3661
3662         zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
3663
3664         for_each_possible_cpu(cpu) {
3665                 struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3666
3667                 setup_pageset(pcp, zone_batchsize(zone));
3668
3669                 if (percpu_pagelist_fraction)
3670                         setup_pagelist_highmark(pcp,
3671                                 (zone->present_pages /
3672                                         percpu_pagelist_fraction));
3673         }
3674 }
3675
3676 /*
3677  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
3678  * Before this call only boot pagesets were available.
3679  */
3680 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
3681 {
3682         struct zone *zone;
3683
3684         for_each_populated_zone(zone)
3685                 setup_zone_pageset(zone);
3686 }
3687
3688 static noinline __init_refok
3689 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3690 {
3691         int i;
3692         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3693         size_t alloc_size;
3694
3695         /*
3696          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3697          * per zone.
3698          */
3699         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3700                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3701         zone->wait_table_bits =
3702                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3703         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3704                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3705
3706         if (!slab_is_available()) {
3707                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3708                         alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, alloc_size);
3709         } else {
3710                 /*
3711                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3712                  * via memory hot-add.
3713                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3714                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3715                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3716                  * node itself as well.
3717                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3718                  * necessary.
3719                  */
3720                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3721         }
3722         if (!zone->wait_table)
3723                 return -ENOMEM;
3724
3725         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3726                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3727
3728         return 0;
3729 }
3730
3731 static int __zone_pcp_update(void *data)
3732 {
3733         struct zone *zone = data;
3734         int cpu;
3735         unsigned long batch = zone_batchsize(zone), flags;
3736
3737         for_each_possible_cpu(cpu) {
3738                 struct per_cpu_pageset *pset;
3739                 struct per_cpu_pages *pcp;
3740
3741                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3742                 pcp = &pset->pcp;
3743
3744                 local_irq_save(flags);
3745                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
3746                 setup_pageset(pset, batch);
3747                 local_irq_restore(flags);
3748         }
3749         return 0;
3750 }
3751
3752 void zone_pcp_update(struct zone *zone)
3753 {
3754         stop_machine(__zone_pcp_update, zone, NULL);
3755 }
3756
3757 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3758 {
3759         /*
3760          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
3761          * relies on the ability of the linker to provide the
3762          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
3763          */
3764         zone->pageset = &boot_pageset;
3765
3766         if (zone->present_pages)
3767                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
3768                         zone->name, zone->present_pages,
3769                                          zone_batchsize(zone));
3770 }
3771
3772 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3773                                         unsigned long zone_start_pfn,
3774                                         unsigned long size,
3775                                         enum memmap_context context)
3776 {
3777         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3778         int ret;
3779         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3780         if (ret)
3781                 return ret;
3782         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3783
3784         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3785
3786         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3787                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3788                         pgdat->node_id,
3789                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3790                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3791
3792         zone_init_free_lists(zone);
3793
3794         return 0;
3795 }
3796
3797 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3798 /*
3799  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3800  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3801  */
3802 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3803 {
3804         int i;
3805
3806         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3807                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3808                         return i;
3809
3810         return -1;
3811 }
3812
3813 /*
3814  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3815  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3816  */
3817 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3818 {
3819         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3820                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3821                         return index;
3822
3823         return -1;
3824 }
3825
3826 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3827 /*
3828  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3829  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3830  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3831  * alternative
3832  */
3833 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3834 {
3835         int i;
3836
3837         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3838                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3839                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3840
3841                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3842                         return early_node_map[i].nid;
3843         }
3844         /* This is a memory hole */
3845         return -1;
3846 }
3847 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3848
3849 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3850 {
3851         int nid;
3852
3853         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3854         if (nid >= 0)
3855                 return nid;
3856         /* just returns 0 */
3857         return 0;
3858 }
3859
3860 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3861 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3862 {
3863         int nid;
3864
3865         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3866         if (nid >= 0 && nid != node)
3867                 return false;
3868         return true;
3869 }
3870 #endif
3871
3872 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3873 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3874         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3875                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3876
3877 /**
3878  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3879  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3880  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3881  *
3882  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3883  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3884  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3885  */
3886 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3887                                                 unsigned long max_low_pfn)
3888 {
3889         int i;
3890
3891         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3892                 unsigned long size_pages = 0;
3893                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3894
3895                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3896                         continue;
3897
3898                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3899                         end_pfn = max_low_pfn;
3900
3901                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3902                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3903                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3904                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3905         }
3906 }
3907
3908 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK
3909 /*
3910  * Basic iterator support. Return the last range of PFNs for a node
3911  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns last region regardless of node
3912  */
3913 static int __meminit last_active_region_index_in_nid(int nid)
3914 {
3915         int i;
3916
3917         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i >= 0; i--)
3918                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3919                         return i;
3920
3921         return -1;
3922 }
3923
3924 /*
3925  * Basic iterator support. Return the previous active range of PFNs for a node
3926  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3927  */
3928 static int __meminit previous_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3929 {
3930         for (index = index - 1; index >= 0; index--)
3931                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3932                         return index;
3933
3934         return -1;
3935 }
3936
3937 #define for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) \
3938         for (i = last_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3939                                 i = previous_active_region_index_in_nid(i, nid))
3940
3941 u64 __init find_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
3942                                         u64 goal, u64 limit)
3943 {
3944         int i;
3945
3946         /* Need to go over early_node_map to find out good range for node */
3947         for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) {
3948                 u64 addr;
3949                 u64 ei_start, ei_last;
3950                 u64 final_start, final_end;
3951
3952                 ei_last = early_node_map[i].end_pfn;
3953                 ei_last <<= PAGE_SHIFT;
3954                 ei_start = early_node_map[i].start_pfn;
3955                 ei_start <<= PAGE_SHIFT;
3956
3957                 final_start = max(ei_start, goal);
3958                 final_end = min(ei_last, limit);
3959
3960                 if (final_start >= final_end)
3961                         continue;
3962
3963                 addr = memblock_find_in_range(final_start, final_end, size, align);
3964
3965                 if (addr == MEMBLOCK_ERROR)
3966                         continue;
3967
3968                 return addr;
3969         }
3970
3971         return MEMBLOCK_ERROR;
3972 }
3973 #endif
3974
3975 int __init add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
3976                                    int nr_range, int nid)
3977 {
3978         int i;
3979         u64 start, end;
3980
3981         /* need to go over early_node_map to find out good range for node */
3982         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3983                 start = early_node_map[i].start_pfn;
3984                 end = early_node_map[i].end_pfn;
3985                 nr_range = add_range(range, az, nr_range, start, end);
3986         }
3987         return nr_range;
3988 }
3989
3990 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3991 {
3992         int i;
3993         int ret;
3994
3995         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3996                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3997                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3998                 if (ret)
3999                         break;
4000         }
4001 }
4002 /**
4003  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
4004  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
4005  *
4006  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
4007  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
4008  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
4009  */
4010 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
4011 {
4012         int i;
4013
4014         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4015                 memory_present(early_node_map[i].nid,
4016                                 early_node_map[i].start_pfn,
4017                                 early_node_map[i].end_pfn);
4018 }
4019
4020 /**
4021  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
4022  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
4023  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
4024  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
4025  *
4026  * It returns the start and end page frame of a node based on information
4027  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
4028  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
4029  * PFNs will be 0.
4030  */
4031 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
4032                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
4033 {
4034         int i;
4035         *start_pfn = -1UL;
4036         *end_pfn = 0;
4037
4038         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4039                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4040                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
4041         }
4042
4043         if (*start_pfn == -1UL)
4044                 *start_pfn = 0;
4045 }
4046
4047 /*
4048  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
4049  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
4050  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
4051  */
4052 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
4053 {
4054         int zone_index;
4055         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
4056                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
4057                         continue;
4058
4059                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
4060                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
4061                         break;
4062         }
4063
4064         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
4065         movable_zone = zone_index;
4066 }
4067
4068 /*
4069  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
4070  * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
4071  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
4072  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
4073  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
4074  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
4075  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
4076  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
4077  */
4078 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
4079                                         unsigned long zone_type,
4080                                         unsigned long node_start_pfn,
4081                                         unsigned long node_end_pfn,
4082                                         unsigned long *zone_start_pfn,
4083                                         unsigned long *zone_end_pfn)
4084 {
4085         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
4086         if (zone_movable_pfn[nid]) {
4087                 /* Size ZONE_MOVABLE */
4088                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
4089                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4090                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
4091                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
4092
4093                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
4094                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
4095                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
4096                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4097
4098                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
4099                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
4100                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
4101         }
4102 }
4103
4104 /*
4105  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
4106  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
4107  */
4108 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4109                                         unsigned long zone_type,
4110                                         unsigned long *ignored)
4111 {
4112         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4113         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4114
4115         /* Get the start and end of the node and zone */
4116         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4117         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4118         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4119         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4120                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
4121                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4122
4123         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
4124         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
4125                 return 0;
4126
4127         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
4128         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
4129         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
4130
4131         /* Return the spanned pages */
4132         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
4133 }
4134
4135 /*
4136  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
4137  * then all holes in the requested range will be accounted for.
4138  */
4139 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
4140                                 unsigned long range_start_pfn,
4141                                 unsigned long range_end_pfn)
4142 {
4143         int i = 0;
4144         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
4145         unsigned long start_pfn;
4146
4147         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
4148         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
4149         if (i == -1)
4150                 return 0;
4151
4152         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4153
4154         /* Account for ranges before physical memory on this node */
4155         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
4156                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
4157
4158         /* Find all holes for the zone within the node */
4159         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
4160
4161                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
4162                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
4163                         break;
4164
4165                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
4166                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4167                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
4168
4169                 /* Update the hole size cound and move on */
4170                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
4171                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
4172                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
4173                 }
4174                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4175         }
4176
4177         /* Account for ranges past physical memory on this node */
4178         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
4179                 hole_pages += range_end_pfn -
4180                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
4181
4182         return hole_pages;
4183 }
4184
4185 /**
4186  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
4187  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
4188  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
4189  *
4190  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
4191  */
4192 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
4193                                                         unsigned long end_pfn)
4194 {
4195         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
4196 }
4197
4198 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
4199 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4200                                         unsigned long zone_type,
4201                                         unsigned long *ignored)
4202 {
4203         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4204         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4205
4206         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4207         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
4208                                                         node_start_pfn);
4209         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
4210                                                         node_end_pfn);
4211
4212         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4213                         node_start_pfn, node_end_pfn,
4214                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4215         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
4216 }
4217
4218 #else
4219 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4220                                         unsigned long zone_type,
4221                                         unsigned long *zones_size)
4222 {
4223         return zones_size[zone_type];
4224 }
4225
4226 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4227                                                 unsigned long zone_type,
4228                                                 unsigned long *zholes_size)
4229 {
4230         if (!zholes_size)
4231                 return 0;
4232
4233         return zholes_size[zone_type];
4234 }
4235
4236 #endif
4237
4238 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
4239                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4240 {
4241         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
4242         enum zone_type i;
4243
4244         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4245                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4246                                                                 zones_size);
4247         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
4248
4249         realtotalpages = totalpages;
4250         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4251                 realtotalpages -=
4252                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4253                                                                 zholes_size);
4254         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
4255         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
4256                                                         realtotalpages);
4257 }
4258
4259 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
4260 /*
4261  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
4262  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
4263  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
4264  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
4265  * bytes.
4266  */
4267 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
4268 {
4269         unsigned long usemapsize;
4270
4271         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
4272         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
4273         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
4274         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
4275
4276         return usemapsize / 8;
4277 }
4278
4279 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4280                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
4281 {
4282         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
4283         zone->pageblock_flags = NULL;
4284         if (usemapsize)
4285                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat,
4286                                                                    usemapsize);
4287 }
4288 #else
4289 static inline void setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4290                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
4291 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4292
4293 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
4294
4295 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
4296 static inline int pageblock_default_order(void)
4297 {
4298         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
4299                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
4300
4301         return MAX_ORDER-1;
4302 }
4303
4304 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
4305 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
4306 {
4307         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
4308         if (pageblock_order)
4309                 return;
4310
4311         /*
4312          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
4313          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
4314          */
4315         pageblock_order = order;
4316 }
4317 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4318
4319 /*
4320  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
4321  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
4322  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
4323  * pageblock_order based on the kernel config
4324  */
4325 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
4326 {
4327         return MAX_ORDER-1;
4328 }
4329 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
4330
4331 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4332
4333 /*
4334  * Set up the zone data structures:
4335  *   - mark all pages reserved
4336  *   - mark all memory queues empty
4337  *   - clear the memory bitmaps
4338  */
4339 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
4340                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4341 {
4342         enum zone_type j;
4343         int nid = pgdat->node_id;
4344         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
4345         int ret;
4346
4347         pgdat_resize_init(pgdat);
4348         pgdat->nr_zones = 0;
4349         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
4350         pgdat->kswapd_max_order = 0;
4351         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
4352         
4353         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4354                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4355                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
4356                 enum lru_list l;
4357
4358                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
4359                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
4360                                                                 zholes_size);
4361
4362                 /*
4363                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
4364                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
4365                  * and per-cpu initialisations
4366                  */
4367                 memmap_pages =
4368                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
4369                 if (realsize >= memmap_pages) {
4370                         realsize -= memmap_pages;
4371                         if (memmap_pages)
4372                                 printk(KERN_DEBUG
4373                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
4374                                        zone_names[j], memmap_pages);
4375                 } else
4376                         printk(KERN_WARNING
4377                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
4378                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
4379
4380                 /* Account for reserved pages */
4381                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
4382                         realsize -= dma_reserve;
4383                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
4384                                         zone_names[0], dma_reserve);
4385                 }
4386
4387                 if (!is_highmem_idx(j))
4388                         nr_kernel_pages += realsize;
4389                 nr_all_pages += realsize;
4390
4391                 zone->spanned_pages = size;
4392                 zone->present_pages = realsize;
4393 #ifdef CONFIG_NUMA
4394                 zone->node = nid;
4395                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
4396                                                 / 100;
4397                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4398 #endif
4399                 zone->name = zone_names[j];
4400                 spin_lock_init(&zone->lock);
4401                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
4402                 zone_seqlock_init(zone);
4403                 zone->zone_pgdat = pgdat;
4404
4405                 zone_pcp_init(zone);
4406                 for_each_lru(l)
4407                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
4408                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
4409                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
4410                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
4411                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
4412                 zap_zone_vm_stats(zone);
4413                 zone->flags = 0;
4414                 if (!size)
4415                         continue;
4416
4417                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
4418                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
4419                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
4420                                                 size, MEMMAP_EARLY);
4421                 BUG_ON(ret);
4422                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
4423                 zone_start_pfn += size;
4424         }
4425 }
4426
4427 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
4428 {
4429         /* Skip empty nodes */
4430         if (!pgdat->node_spanned_pages)
4431                 return;
4432
4433 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4434         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
4435         if (!pgdat->node_mem_map) {
4436                 unsigned long size, start, end;
4437                 struct page *map;
4438
4439                 /*
4440                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
4441                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
4442                  * for the buddy allocator to function correctly.
4443                  */
4444                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
4445                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
4446                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4447                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
4448                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
4449                 if (!map)
4450                         map = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, size);
4451                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
4452         }
4453 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4454         /*
4455          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
4456          */
4457         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
4458                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
4459 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4460                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
4461                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
4462 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4463         }
4464 #endif
4465 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
4466 }
4467
4468 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
4469                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
4470 {
4471         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4472
4473         pgdat->node_id = nid;
4474         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
4475         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
4476
4477         alloc_node_mem_map(pgdat);
4478 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4479         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
4480                 nid, (unsigned long)pgdat,
4481                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
4482 #endif
4483
4484         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
4485 }
4486
4487 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4488
4489 #if MAX_NUMNODES > 1
4490 /*
4491  * Figure out the number of possible node ids.
4492  */
4493 static void __init setup_nr_node_ids(void)
4494 {
4495         unsigned int node;
4496         unsigned int highest = 0;
4497
4498         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
4499                 highest = node;
4500         nr_node_ids = highest + 1;
4501 }
4502 #else
4503 static inline void setup_nr_node_ids(void)
4504 {
4505 }
4506 #endif
4507
4508 /**
4509  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
4510  * @nid: The node ID the range resides on
4511  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
4512  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
4513  *
4514  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
4515  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
4516  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
4517  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
4518  * the range being registered will be merged with existing ranges.
4519  */
4520 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4521                                                 unsigned long end_pfn)
4522 {
4523         int i;
4524
4525         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
4526                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
4527                         "%d entries of %d used\n",
4528                         nid, start_pfn, end_pfn,
4529                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
4530
4531         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
4532
4533         /* Merge with existing active regions if possible */
4534         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4535                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4536                         continue;
4537
4538                 /* Skip if an existing region covers this new one */
4539                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
4540                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
4541                         return;
4542
4543                 /* Merge forward if suitable */
4544                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
4545                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
4546                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4547                         return;
4548                 }
4549
4550                 /* Merge backward if suitable */
4551                 if (start_pfn < early_node_map[i].start_pfn &&
4552                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
4553                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4554                         return;
4555                 }
4556         }
4557
4558         /* Check that early_node_map is large enough */
4559         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
4560                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
4561                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
4562                 return;
4563         }
4564
4565         early_node_map[i].nid = nid;
4566         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4567         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4568         nr_nodemap_entries = i + 1;
4569 }
4570
4571 /**
4572  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
4573  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
4574  * @start_pfn: The new PFN of the range
4575  * @end_pfn: The new PFN of the range
4576  *
4577  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
4578  * The map is kept near the end physical page range that has already been
4579  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
4580  * range.
4581  */
4582 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4583                                 unsigned long end_pfn)
4584 {
4585         int i, j;
4586         int removed = 0;
4587
4588         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
4589                           nid, start_pfn, end_pfn);
4590
4591         /* Find the old active region end and shrink */
4592         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4593                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4594                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
4595                         /* clear it */
4596                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
4597                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
4598                         removed = 1;
4599                         continue;
4600                 }
4601                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
4602                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
4603                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4604                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
4605                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
4606                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
4607                         continue;
4608                 }
4609                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4610                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
4611                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
4612                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
4613                         continue;
4614                 }
4615         }
4616
4617         if (!removed)
4618                 return;
4619
4620         /* remove the blank ones */
4621         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
4622                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4623                         continue;
4624                 if (early_node_map[i].end_pfn)
4625                         continue;
4626                 /* we found it, get rid of it */
4627                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
4628                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
4629                                 sizeof(early_node_map[j]));
4630                 j = nr_nodemap_entries - 1;
4631                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
4632                 nr_nodemap_entries--;
4633         }
4634 }
4635
4636 /**
4637  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
4638  *
4639  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
4640  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
4641  * all currently registered regions.
4642  */
4643 void __init remove_all_active_ranges(void)
4644 {
4645         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
4646         nr_nodemap_entries = 0;
4647 }
4648
4649 /* Compare two active node_active_regions */
4650 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
4651 {
4652         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
4653         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
4654
4655         /* Done this way to avoid overflows */
4656         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
4657                 return 1;
4658         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
4659                 return -1;
4660
4661         return 0;
4662 }
4663
4664 /* sort the node_map by start_pfn */
4665 void __init sort_node_map(void)
4666 {
4667         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
4668                         sizeof(struct node_active_region),
4669                         cmp_node_active_region, NULL);
4670 }
4671
4672 /* Find the lowest pfn for a node */
4673 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4674 {
4675         int i;
4676         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4677
4678         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
4679         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4680                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4681
4682         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4683                 printk(KERN_WARNING
4684                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4685                 return 0;
4686         }
4687
4688         return min_pfn;
4689 }
4690
4691 /**
4692  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4693  *
4694  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4695  * add_active_range().
4696  */
4697 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4698 {
4699         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4700 }
4701
4702 /*
4703  * early_calculate_totalpages()
4704  * Sum pages in active regions for movable zone.
4705  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
4706  */
4707 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4708 {
4709         int i;
4710         unsigned long totalpages = 0;
4711
4712         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4713                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
4714                                                 early_node_map[i].start_pfn;
4715                 totalpages += pages;
4716                 if (pages)
4717                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
4718         }
4719         return totalpages;
4720 }
4721
4722 /*
4723  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4724  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4725  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4726  * others
4727  */
4728 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
4729 {
4730         int i, nid;
4731         unsigned long usable_startpfn;
4732         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4733         /* save the state before borrow the nodemask */
4734         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_HIGH_MEMORY];
4735         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4736         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
4737
4738         /*
4739          * If movablecore was specified, calculate what size of
4740          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4741          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4742          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4743          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4744          * what movablecore would have allowed.
4745          */
4746         if (required_movablecore) {
4747                 unsigned long corepages;
4748
4749                 /*
4750                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4751                  * was requested by the user
4752                  */
4753                 required_movablecore =
4754                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4755                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4756
4757                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4758         }
4759
4760         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4761         if (!required_kernelcore)
4762                 goto out;
4763
4764         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4765         find_usable_zone_for_movable();
4766         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4767
4768 restart:
4769         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4770         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4771         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4772                 /*
4773                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4774                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4775                  * amount of memory for the kernel
4776                  */
4777                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4778                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4779
4780                 /*
4781                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4782                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4783                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4784                  */
4785                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4786
4787                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4788                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4789                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4790                         unsigned long size_pages;
4791
4792                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4793                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4794                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4795                         if (start_pfn >= end_pfn)
4796                                 continue;
4797
4798                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4799                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4800                                 unsigned long kernel_pages;
4801                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4802                                                                 - start_pfn;
4803
4804                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4805                                                         kernelcore_remaining);
4806                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4807                                                         required_kernelcore);
4808
4809                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4810                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4811
4812                                         /*
4813                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4814                                          * that if we have to rebalance
4815                                          * kernelcore across nodes, we will
4816                                          * not double account here
4817                                          */
4818                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4819                                         continue;
4820                                 }
4821                                 start_pfn = usable_startpfn;
4822                         }
4823
4824                         /*
4825                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4826                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4827                          * number of pages used as kernelcore
4828                          */
4829                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4830                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4831                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4832                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4833
4834                         /*
4835                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4836                          * break if the kernelcore for this node has been
4837                          * satisified
4838                          */
4839                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4840                                                                 size_pages);
4841                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4842                         if (!kernelcore_remaining)
4843                                 break;
4844                 }
4845         }
4846
4847         /*
4848          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4849          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4850          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4851          * satisified
4852          */
4853         usable_nodes--;
4854         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4855                 goto restart;
4856
4857         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4858         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4859                 zone_movable_pfn[nid] =
4860                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4861
4862 out:
4863         /* restore the node_state */
4864         node_states[N_HIGH_MEMORY] = saved_node_state;
4865 }
4866
4867 /* Any regular memory on that node ? */
4868 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4869 {
4870 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4871         enum zone_type zone_type;
4872
4873         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4874                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4875                 if (zone->present_pages)
4876                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4877         }
4878 #endif
4879 }
4880
4881 /**
4882  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4883  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4884  *
4885  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4886  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4887  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4888  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4889  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4890  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4891  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4892  * at arch_max_dma_pfn.
4893  */
4894 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4895 {
4896         unsigned long nid;
4897         int i;
4898
4899         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4900         sort_node_map();
4901
4902         /* Record where the zone boundaries are */
4903         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4904                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4905         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4906                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4907         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4908         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4909         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4910                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4911                         continue;
4912                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4913                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4914                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4915                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4916         }
4917         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4918         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4919
4920         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4921         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4922         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4923
4924         /* Print out the zone ranges */
4925         printk("Zone PFN ranges:\n");
4926         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4927                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4928                         continue;
4929                 printk("  %-8s ", zone_names[i]);
4930                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
4931                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
4932                         printk("empty\n");
4933                 else
4934                         printk("%0#10lx -> %0#10lx\n",
4935                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4936                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4937         }
4938
4939         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4940         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4941         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4942                 if (zone_movable_pfn[i])
4943                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4944         }
4945
4946         /* Print out the early_node_map[] */
4947         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4948         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4949                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4950                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4951                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4952
4953         /* Initialise every node */
4954         mminit_verify_pageflags_layout();
4955         setup_nr_node_ids();
4956         for_each_online_node(nid) {
4957                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4958                 free_area_init_node(nid, NULL,
4959                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4960
4961                 /* Any memory on that node */
4962                 if (pgdat->node_present_pages)
4963                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4964                 check_for_regular_memory(pgdat);
4965         }
4966 }
4967
4968 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4969 {
4970         unsigned long long coremem;
4971         if (!p)
4972                 return -EINVAL;
4973
4974         coremem = memparse(p, &p);
4975         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4976
4977         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4978         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4979
4980         return 0;
4981 }
4982
4983 /*
4984  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4985  * cannot be reclaimed or migrated.
4986  */
4987 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4988 {
4989         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4990 }
4991
4992 /*
4993  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4994  * can be reclaimed or migrated.
4995  */
4996 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4997 {
4998         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4999 }
5000
5001 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
5002 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
5003
5004 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
5005
5006 /**
5007  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
5008  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
5009  *
5010  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
5011  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
5012  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
5013  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
5014  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
5015  * smaller per-cpu batchsize.
5016  */
5017 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
5018 {
5019         dma_reserve = new_dma_reserve;
5020 }
5021
5022 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
5023 {
5024         free_area_init_node(0, zones_size,
5025                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
5026 }
5027
5028 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
5029                                  unsigned long action, void *hcpu)
5030 {
5031         int cpu = (unsigned long)hcpu;
5032
5033         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
5034                 drain_pages(cpu);
5035
5036                 /*
5037                  * Spill the event counters of the dead processor
5038                  * into the current processors event counters.
5039                  * This artificially elevates the count of the current
5040                  * processor.
5041                  */
5042                 vm_events_fold_cpu(cpu);
5043
5044                 /*
5045                  * Zero the differential counters of the dead processor
5046                  * so that the vm statistics are consistent.
5047                  *
5048                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
5049                  * race with what we are doing.
5050                  */
5051                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
5052         }
5053         return NOTIFY_OK;
5054 }
5055
5056 void __init page_alloc_init(void)
5057 {
5058         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
5059 }
5060
5061 /*
5062  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
5063  *      or min_free_kbytes changes.
5064  */
5065 static void calculate_totalreserve_pages(void)
5066 {
5067         struct pglist_data *pgdat;
5068         unsigned long reserve_pages = 0;
5069         enum zone_type i, j;
5070
5071         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5072                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5073                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
5074                         unsigned long max = 0;
5075
5076                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
5077                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5078                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
5079                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
5080                         }
5081
5082                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
5083                         max += high_wmark_pages(zone);
5084
5085                         if (max > zone->present_pages)
5086                                 max = zone->present_pages;
5087                         reserve_pages += max;
5088                 }
5089         }
5090         totalreserve_pages = reserve_pages;
5091 }
5092
5093 /*
5094  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
5095  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
5096  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
5097  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
5098  */
5099 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
5100 {
5101         struct pglist_data *pgdat;
5102         enum zone_type j, idx;
5103
5104         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5105                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5106                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
5107                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
5108
5109                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
5110
5111                         idx = j;
5112                         while (idx) {
5113                                 struct zone *lower_zone;
5114
5115                                 idx--;
5116
5117                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
5118                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
5119
5120                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
5121                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
5122                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
5123                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
5124                         }
5125                 }
5126         }
5127
5128         /* update totalreserve_pages */
5129         calculate_totalreserve_pages();
5130 }
5131
5132 /**
5133  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
5134  * or when memory is hot-{added|removed}
5135  *
5136  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
5137  * correctly with respect to min_free_kbytes.
5138  */
5139 void setup_per_zone_wmarks(void)
5140 {
5141         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
5142         unsigned long lowmem_pages = 0;
5143         struct zone *zone;
5144         unsigned long flags;
5145
5146         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
5147         for_each_zone(zone) {
5148                 if (!is_highmem(zone))
5149                         lowmem_pages += zone->present_pages;
5150         }
5151
5152         for_each_zone(zone) {
5153                 u64 tmp;
5154
5155                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5156                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
5157                 do_div(tmp, lowmem_pages);
5158                 if (is_highmem(zone)) {
5159                         /*
5160                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
5161                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
5162                          * value here.
5163                          *
5164                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
5165                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
5166                          * not be capped for highmem.
5167                          */
5168                         int min_pages;
5169
5170                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
5171                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
5172                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
5173                         if (min_pages > 128)
5174                                 min_pages = 128;
5175                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
5176                 } else {
5177                         /*
5178                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
5179                          * proportionate to the zone's size.
5180                          */
5181                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
5182                 }
5183
5184                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
5185                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
5186                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
5187                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5188         }
5189
5190         /* update totalreserve_pages */
5191         calculate_totalreserve_pages();
5192 }
5193
5194 /*
5195  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
5196  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
5197  * to be referenced again before it is swapped out.
5198  *
5199  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
5200  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
5201  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
5202  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
5203  *
5204  * total     target    max
5205  * memory    ratio     inactive anon
5206  * -------------------------------------
5207  *   10MB       1         5MB
5208  *  100MB       1        50MB
5209  *    1GB       3       250MB
5210  *   10GB      10       0.9GB
5211  *  100GB      31         3GB
5212  *    1TB     101        10GB
5213  *   10TB     320        32GB
5214  */
5215 static void __meminit calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
5216 {
5217         unsigned int gb, ratio;
5218
5219         /* Zone size in gigabytes */
5220         gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
5221         if (gb)
5222                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
5223         else
5224                 ratio = 1;
5225
5226         zone->inactive_ratio = ratio;
5227 }
5228
5229 static void __meminit setup_per_zone_inactive_ratio(void)
5230 {
5231         struct zone *zone;
5232
5233         for_each_zone(zone)
5234                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
5235 }
5236
5237 /*
5238  * Initialise min_free_kbytes.
5239  *
5240  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
5241  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
5242  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
5243  *
5244  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
5245  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
5246  *
5247  * which yields
5248  *
5249  * 16MB:        512k
5250  * 32MB:        724k
5251  * 64MB:        1024k
5252  * 128MB:       1448k
5253  * 256MB:       2048k
5254  * 512MB:       2896k
5255  * 1024MB:      4096k
5256  * 2048MB:      5792k
5257  * 4096MB:      8192k
5258  * 8192MB:      11584k
5259  * 16384MB:     16384k
5260  */
5261 int __meminit init_per_zone_wmark_min(void)
5262 {
5263         unsigned long lowmem_kbytes;
5264
5265         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
5266
5267         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
5268         if (min_free_kbytes < 128)
5269                 min_free_kbytes = 128;
5270         if (min_free_kbytes > 65536)
5271                 min_free_kbytes = 65536;
5272         setup_per_zone_wmarks();
5273         refresh_zone_stat_thresholds();
5274         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5275         setup_per_zone_inactive_ratio();
5276         return 0;
5277 }
5278 module_init(init_per_zone_wmark_min)
5279
5280 /*
5281  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
5282  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
5283  *      changes.
5284  */
5285 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
5286         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5287 {
5288         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
5289         if (write)
5290                 setup_per_zone_wmarks();
5291         return 0;
5292 }
5293
5294 #ifdef CONFIG_NUMA
5295 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5296         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5297 {
5298         struct zone *zone;
5299         int rc;
5300
5301         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5302         if (rc)
5303                 return rc;
5304
5305         for_each_zone(zone)
5306                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
5307                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
5308         return 0;
5309 }
5310
5311 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5312         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5313 {
5314         struct zone *zone;
5315         int rc;
5316
5317         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5318         if (rc)
5319                 return rc;
5320
5321         for_each_zone(zone)
5322                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
5323                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
5324         return 0;
5325 }
5326 #endif
5327
5328 /*
5329  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
5330  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
5331  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
5332  *
5333  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
5334  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
5335  * if in function of the boot time zone sizes.
5336  */
5337 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5338         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5339 {
5340         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5341         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5342         return 0;
5343 }
5344
5345 /*
5346  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
5347  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
5348  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
5349  */
5350
5351 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5352         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5353 {
5354         struct zone *zone;
5355         unsigned int cpu;
5356         int ret;
5357
5358         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5359         if (!write || (ret == -EINVAL))
5360                 return ret;
5361         for_each_populated_zone(zone) {
5362                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5363                         unsigned long  high;
5364                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
5365                         setup_pagelist_highmark(
5366                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu), high);
5367                 }
5368         }
5369         return 0;
5370 }
5371
5372 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
5373
5374 #ifdef CONFIG_NUMA
5375 static int __init set_hashdist(char *str)
5376 {
5377         if (!str)
5378                 return 0;
5379         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
5380         return 1;
5381 }
5382 __setup("hashdist=", set_hashdist);
5383 #endif
5384
5385 /*
5386  * allocate a large system hash table from bootmem
5387  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
5388  *   quantity of entries
5389  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
5390  */
5391 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
5392                                      unsigned long bucketsize,
5393                                      unsigned long numentries,
5394                                      int scale,
5395                                      int flags,
5396                                      unsigned int *_hash_shift,
5397                                      unsigned int *_hash_mask,
5398                                      unsigned long limit)
5399 {
5400         unsigned long long max = limit;
5401         unsigned long log2qty, size;
5402         void *table = NULL;
5403
5404         /* allow the kernel cmdline to have a say */
5405         if (!numentries) {
5406                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
5407                 numentries = nr_kernel_pages;
5408                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
5409                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
5410                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
5411
5412                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
5413                 if (scale > PAGE_SHIFT)
5414                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
5415                 else
5416                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
5417
5418                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
5419                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
5420                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
5421                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
5422                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
5423                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
5424                                 BUG_ON(!numentries);
5425                         }
5426                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
5427                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
5428         }
5429         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
5430
5431         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
5432         if (max == 0) {
5433                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
5434                 do_div(max, bucketsize);
5435         }
5436
5437         if (numentries > max)
5438                 numentries = max;
5439
5440         log2qty = ilog2(numentries);
5441
5442         do {
5443                 size = bucketsize << log2qty;
5444                 if (flags & HASH_EARLY)
5445                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
5446                 else if (hashdist)
5447                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
5448                 else {
5449                         /*
5450                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
5451                          * some pages at the end of hash table which
5452                          * alloc_pages_exact() automatically does
5453                          */
5454                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
5455                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
5456                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
5457                         }
5458                 }
5459         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
5460
5461         if (!table)
5462                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
5463
5464         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %ld (order: %d, %lu bytes)\n",
5465                tablename,
5466                (1UL << log2qty),
5467                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
5468                size);
5469
5470         if (_hash_shift)
5471                 *_hash_shift = log2qty;
5472         if (_hash_mask)
5473                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
5474
5475         return table;
5476 }
5477
5478 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
5479 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
5480                                                         unsigned long pfn)
5481 {
5482 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5483         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
5484 #else
5485         return zone->pageblock_flags;
5486 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5487 }
5488
5489 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
5490 {
5491 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5492         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
5493         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5494 #else
5495         pfn = pfn - round_down(zone->zone_start_pfn, pageblock_nr_pages);
5496         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5497 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5498 }
5499
5500 /**
5501  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
5502  * @page: The page within the block of interest
5503  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
5504  * @end_bitidx: The last bit of interest
5505  * returns pageblock_bits flags
5506  */
5507 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
5508                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5509 {
5510         struct zone *zone;
5511         unsigned long *bitmap;
5512         unsigned long pfn, bitidx;
5513         unsigned long flags = 0;
5514         unsigned long value = 1;
5515
5516         zone = page_zone(page);
5517         pfn = page_to_pfn(page);
5518         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5519         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5520
5521         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5522                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
5523                         flags |= value;
5524
5525         return flags;
5526 }
5527
5528 /**
5529  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
5530  * @page: The page within the block of interest
5531  * @start_bitidx: The first bit of interest
5532  * @end_bitidx: The last bit of interest
5533  * @flags: The flags to set
5534  */
5535 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
5536                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5537 {
5538         struct zone *zone;
5539         unsigned long *bitmap;
5540         unsigned long pfn, bitidx;
5541         unsigned long value = 1;
5542
5543         zone = page_zone(page);
5544         pfn = page_to_pfn(page);
5545         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5546         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5547         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
5548         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
5549
5550         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5551                 if (flags & value)
5552                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5553                 else
5554                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5555 }
5556
5557 /*
5558  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
5559  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
5560  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
5561  */
5562
5563 static int
5564 __count_immobile_pages(struct zone *zone, struct page *page, int count)
5565 {
5566         unsigned long pfn, iter, found;
5567         /*
5568          * For avoiding noise data, lru_add_drain_all() should be called
5569          * If ZONE_MOVABLE, the zone never contains immobile pages
5570          */
5571         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE)
5572                 return true;
5573
5574         if (get_pageblock_migratetype(page) == MIGRATE_MOVABLE)
5575                 return true;
5576
5577         pfn = page_to_pfn(page);
5578         for (found = 0, iter = 0; iter < pageblock_nr_pages; iter++) {
5579                 unsigned long check = pfn + iter;
5580
5581                 if (!pfn_valid_within(check))
5582                         continue;
5583
5584                 page = pfn_to_page(check);
5585                 if (!page_count(page)) {
5586                         if (PageBuddy(page))
5587                                 iter += (1 << page_order(page)) - 1;
5588                         continue;
5589                 }
5590                 if (!PageLRU(page))
5591                         found++;
5592                 /*
5593                  * If there are RECLAIMABLE pages, we need to check it.
5594                  * But now, memory offline itself doesn't call shrink_slab()
5595                  * and it still to be fixed.
5596                  */
5597                 /*
5598                  * If the page is not RAM, page_count()should be 0.
5599                  * we don't need more check. This is an _used_ not-movable page.
5600                  *
5601                  * The problematic thing here is PG_reserved pages. PG_reserved
5602                  * is set to both of a memory hole page and a _used_ kernel
5603                  * page at boot.
5604                  */
5605                 if (found > count)
5606                         return false;
5607         }
5608         return true;
5609 }
5610
5611 bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
5612 {
5613         struct zone *zone = page_zone(page);
5614         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
5615
5616         /*
5617          * We have to be careful here because we are iterating over memory
5618          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
5619          * the zone but still within the section.
5620          */
5621         if (!zone || zone->zone_start_pfn > pfn ||
5622                         zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages <= pfn)
5623                 return false;
5624
5625         return __count_immobile_pages(zone, page, 0);
5626 }
5627
5628 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
5629 {
5630         struct zone *zone;
5631         unsigned long flags, pfn;
5632         struct memory_isolate_notify arg;
5633         int notifier_ret;
5634         int ret = -EBUSY;
5635
5636         zone = page_zone(page);
5637
5638         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5639
5640         pfn = page_to_pfn(page);
5641         arg.start_pfn = pfn;
5642         arg.nr_pages = pageblock_nr_pages;
5643         arg.pages_found = 0;
5644
5645         /*
5646          * It may be possible to isolate a pageblock even if the
5647          * migratetype is not MIGRATE_MOVABLE. The memory isolation
5648          * notifier chain is used by balloon drivers to return the
5649          * number of pages in a range that are held by the balloon
5650          * driver to shrink memory. If all the pages are accounted for
5651          * by balloons, are free, or on the LRU, isolation can continue.
5652          * Later, for example, when memory hotplug notifier runs, these
5653          * pages reported as "can be isolated" should be isolated(freed)
5654          * by the balloon driver through the memory notifier chain.
5655          */
5656         notifier_ret = memory_isolate_notify(MEM_ISOLATE_COUNT, &arg);
5657         notifier_ret = notifier_to_errno(notifier_ret);
5658         if (notifier_ret)
5659                 goto out;
5660         /*
5661          * FIXME: Now, memory hotplug doesn't call shrink_slab() by itself.
5662          * We just check MOVABLE pages.
5663          */
5664         if (__count_immobile_pages(zone, page, arg.pages_found))
5665                 ret = 0;
5666
5667         /*
5668          * immobile means "not-on-lru" paes. If immobile is larger than
5669          * removable-by-driver pages reported by notifier, we'll fail.
5670          */
5671
5672 out:
5673         if (!ret) {
5674                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
5675                 move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
5676         }
5677
5678         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5679         if (!ret)
5680                 drain_all_pages();
5681         return ret;
5682 }
5683
5684 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
5685 {
5686         struct zone *zone;
5687         unsigned long flags;
5688         zone = page_zone(page);
5689         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5690         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
5691                 goto out;
5692         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
5693         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
5694 out:
5695         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5696 }
5697
5698 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
5699 /*
5700  * All pages in the range must be isolated before calling this.
5701  */
5702 void
5703 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
5704 {
5705         struct page *page;
5706         struct zone *zone;
5707         int order, i;
5708         unsigned long pfn;
5709         unsigned long flags;
5710         /* find the first valid pfn */
5711         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
5712                 if (pfn_valid(pfn))
5713                         break;
5714         if (pfn == end_pfn)
5715                 return;
5716         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
5717         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5718         pfn = start_pfn;
5719         while (pfn < end_pfn) {
5720                 if (!pfn_valid(pfn)) {
5721                         pfn++;
5722                         continue;
5723                 }
5724                 page = pfn_to_page(pfn);
5725                 BUG_ON(page_count(page));
5726                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
5727                 order = page_order(page);
5728 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5729                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
5730                        pfn, 1 << order, end_pfn);
5731 #endif
5732                 list_del(&page->lru);
5733                 rmv_page_order(page);
5734                 zone->free_area[order].nr_free--;
5735                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
5736                                       - (1UL << order));
5737                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
5738                         SetPageReserved((page+i));
5739                 pfn += (1 << order);
5740         }
5741         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5742 }
5743 #endif
5744
5745 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5746 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
5747 {
5748         struct zone *zone = page_zone(page);
5749         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
5750         unsigned long flags;
5751         int order;
5752
5753         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5754         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
5755                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
5756
5757                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
5758                         break;
5759         }
5760         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5761
5762         return order < MAX_ORDER;
5763 }
5764 #endif
5765
5766 static struct trace_print_flags pageflag_names[] = {
5767         {1UL << PG_locked,              "locked"        },
5768         {1UL << PG_error,               "error"         },
5769         {1UL << PG_referenced,          "referenced"    },
5770         {1UL << PG_uptodate,            "uptodate"      },
5771         {1UL << PG_dirty,               "dirty"         },
5772         {1UL << PG_lru,                 "lru"           },
5773         {1UL << PG_active,              "active"        },
5774         {1UL << PG_slab,                "slab"          },
5775         {1UL << PG_owner_priv_1,        "owner_priv_1"  },
5776         {1UL << PG_arch_1,              "arch_1"        },
5777         {1UL << PG_reserved,            "reserved"      },
5778         {1UL << PG_private,             "private"       },
5779         {1UL << PG_private_2,           "private_2"     },
5780         {1UL << PG_writeback,           "writeback"     },
5781 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
5782         {1UL << PG_head,                "head"          },
5783         {1UL << PG_tail,                "tail"          },
5784 #else
5785         {1UL << PG_compound,            "compound"      },
5786 #endif
5787         {1UL << PG_swapcache,           "swapcache"     },
5788         {1UL << PG_mappedtodisk,        "mappedtodisk"  },
5789         {1UL << PG_reclaim,             "reclaim"       },
5790         {1UL << PG_swapbacked,          "swapbacked"    },
5791         {1UL << PG_unevictable,         "unevictable"   },
5792 #ifdef CONFIG_MMU
5793         {1UL << PG_mlocked,             "mlocked"       },
5794 #endif
5795 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
5796         {1UL << PG_uncached,            "uncached"      },
5797 #endif
5798 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5799         {1UL << PG_hwpoison,            "hwpoison"      },
5800 #endif
5801         {-1UL,                          NULL            },
5802 };
5803
5804 static void dump_page_flags(unsigned long flags)
5805 {
5806         const char *delim = "";
5807         unsigned long mask;
5808         int i;
5809
5810         printk(KERN_ALERT "page flags: %#lx(", flags);
5811
5812         /* remove zone id */
5813         flags &= (1UL << NR_PAGEFLAGS) - 1;
5814
5815         for (i = 0; pageflag_names[i].name && flags; i++) {
5816
5817                 mask = pageflag_names[i].mask;
5818                 if ((flags & mask) != mask)
5819                         continue;
5820
5821                 flags &= ~mask;
5822                 printk("%s%s", delim, pageflag_names[i].name);
5823                 delim = "|";
5824         }
5825
5826         /* check for left over flags */
5827         if (flags)
5828                 printk("%s%#lx", delim, flags);
5829
5830         printk(")\n");
5831 }
5832
5833 void dump_page(struct page *page)
5834 {
5835         printk(KERN_ALERT
5836                "page:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%#lx\n",
5837                 page, atomic_read(&page->_count), page_mapcount(page),
5838                 page->mapping, page->index);
5839         dump_page_flags(page->flags);
5840         mem_cgroup_print_bad_page(page);
5841 }