Revert "Merge remote branch 'linux-2.6.32.y/master' into develop"
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/kmemcheck.h>
27 #include <linux/module.h>
28 #include <linux/suspend.h>
29 #include <linux/pagevec.h>
30 #include <linux/blkdev.h>
31 #include <linux/slab.h>
32 #include <linux/oom.h>
33 #include <linux/notifier.h>
34 #include <linux/topology.h>
35 #include <linux/sysctl.h>
36 #include <linux/cpu.h>
37 #include <linux/cpuset.h>
38 #include <linux/memory_hotplug.h>
39 #include <linux/nodemask.h>
40 #include <linux/vmalloc.h>
41 #include <linux/mempolicy.h>
42 #include <linux/stop_machine.h>
43 #include <linux/sort.h>
44 #include <linux/pfn.h>
45 #include <linux/backing-dev.h>
46 #include <linux/fault-inject.h>
47 #include <linux/page-isolation.h>
48 #include <linux/page_cgroup.h>
49 #include <linux/debugobjects.h>
50 #include <linux/kmemleak.h>
51 #include <trace/events/kmem.h>
52
53 #include <asm/tlbflush.h>
54 #include <asm/div64.h>
55 #include "internal.h"
56
57 /*
58  * Array of node states.
59  */
60 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
61         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
62         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
63 #ifndef CONFIG_NUMA
64         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
65 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
66         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
67 #endif
68         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
69 #endif  /* NUMA */
70 };
71 EXPORT_SYMBOL(node_states);
72
73 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
74 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
75 int percpu_pagelist_fraction;
76 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
77
78 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
79 int pageblock_order __read_mostly;
80 #endif
81
82 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
83
84 /*
85  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
86  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
87  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
88  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
89  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
90  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
91  *
92  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
93  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
94  */
95 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
96 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
97          256,
98 #endif
99 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
100          256,
101 #endif
102 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
103          32,
104 #endif
105          32,
106 };
107
108 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
109
110 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
111 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
112          "DMA",
113 #endif
114 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
115          "DMA32",
116 #endif
117          "Normal",
118 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
119          "HighMem",
120 #endif
121          "Movable",
122 };
123
124 int min_free_kbytes = 1024;
125 int min_free_order_shift = 1;
126
127 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
128 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
129 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
130
131 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
132   /*
133    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
134    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
135    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
136    * so the number of times add_active_range() can be called is
137    * related to the number of nodes and the number of holes
138    */
139   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
140     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
141     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
142   #else
143     #if MAX_NUMNODES >= 32
144       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
145       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
146     #else
147       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
148       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
149     #endif
150   #endif
151
152   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
153   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
154   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
155   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
156   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
157   static unsigned long __initdata required_movablecore;
158   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
159
160   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
161   int movable_zone;
162   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
163 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
164
165 #if MAX_NUMNODES > 1
166 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
167 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
168 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
169 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
170 #endif
171
172 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
173
174 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
175 {
176
177         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
178                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
179
180         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
181                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
182 }
183
184 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
185
186 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
187 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
188 {
189         int ret = 0;
190         unsigned seq;
191         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
192
193         do {
194                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
195                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
196                         ret = 1;
197                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
198                         ret = 1;
199         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
200
201         return ret;
202 }
203
204 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
205 {
206         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
207                 return 0;
208         if (zone != page_zone(page))
209                 return 0;
210
211         return 1;
212 }
213 /*
214  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
215  */
216 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
217 {
218         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
219                 return 1;
220         if (!page_is_consistent(zone, page))
221                 return 1;
222
223         return 0;
224 }
225 #else
226 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
227 {
228         return 0;
229 }
230 #endif
231
232 static void bad_page(struct page *page)
233 {
234         static unsigned long resume;
235         static unsigned long nr_shown;
236         static unsigned long nr_unshown;
237
238         /* Don't complain about poisoned pages */
239         if (PageHWPoison(page)) {
240                 __ClearPageBuddy(page);
241                 return;
242         }
243
244         /*
245          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
246          * or allow a steady drip of one report per second.
247          */
248         if (nr_shown == 60) {
249                 if (time_before(jiffies, resume)) {
250                         nr_unshown++;
251                         goto out;
252                 }
253                 if (nr_unshown) {
254                         printk(KERN_ALERT
255                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
256                                 nr_unshown);
257                         nr_unshown = 0;
258                 }
259                 nr_shown = 0;
260         }
261         if (nr_shown++ == 0)
262                 resume = jiffies + 60 * HZ;
263
264         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
265                 current->comm, page_to_pfn(page));
266         printk(KERN_ALERT
267                 "page:%p flags:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%lx\n",
268                 page, (void *)page->flags, page_count(page),
269                 page_mapcount(page), page->mapping, page->index);
270
271         dump_stack();
272 out:
273         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
274         __ClearPageBuddy(page);
275         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
276 }
277
278 /*
279  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
280  *
281  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
282  *
283  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
284  *
285  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
286  * the head page (even the head page has this).
287  *
288  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
289  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
290  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
291  */
292
293 static void free_compound_page(struct page *page)
294 {
295         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
296 }
297
298 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
299 {
300         int i;
301         int nr_pages = 1 << order;
302
303         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
304         set_compound_order(page, order);
305         __SetPageHead(page);
306         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
307                 struct page *p = page + i;
308
309                 __SetPageTail(p);
310                 p->first_page = page;
311         }
312 }
313
314 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
315 {
316         int i;
317         int nr_pages = 1 << order;
318         int bad = 0;
319
320         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
321             unlikely(!PageHead(page))) {
322                 bad_page(page);
323                 bad++;
324         }
325
326         __ClearPageHead(page);
327
328         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
329                 struct page *p = page + i;
330
331                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
332                         bad_page(page);
333                         bad++;
334                 }
335                 __ClearPageTail(p);
336         }
337
338         return bad;
339 }
340
341 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
342 {
343         int i;
344
345         /*
346          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
347          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
348          */
349         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
350         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
351                 clear_highpage(page + i);
352 }
353
354 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
355 {
356         set_page_private(page, order);
357         __SetPageBuddy(page);
358 }
359
360 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
361 {
362         __ClearPageBuddy(page);
363         set_page_private(page, 0);
364 }
365
366 /*
367  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
368  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
369  *
370  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
371  * the following equation:
372  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
373  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
374  * 1 buddy is #10:
375  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
376  *
377  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
378  * satisfies the following equation:
379  *     P = B & ~(1 << O)
380  *
381  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
382  */
383 static inline struct page *
384 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
385 {
386         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
387
388         return page + (buddy_idx - page_idx);
389 }
390
391 static inline unsigned long
392 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
393 {
394         return (page_idx & ~(1 << order));
395 }
396
397 /*
398  * This function checks whether a page is free && is the buddy
399  * we can do coalesce a page and its buddy if
400  * (a) the buddy is not in a hole &&
401  * (b) the buddy is in the buddy system &&
402  * (c) a page and its buddy have the same order &&
403  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
404  *
405  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
406  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
407  *
408  * For recording page's order, we use page_private(page).
409  */
410 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
411                                                                 int order)
412 {
413         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
414                 return 0;
415
416         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
417                 return 0;
418
419         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
420                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
421                 return 1;
422         }
423         return 0;
424 }
425
426 /*
427  * Freeing function for a buddy system allocator.
428  *
429  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
430  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
431  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
432  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
433  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
434  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
435  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
436  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
437  * parts of the VM system.
438  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
439  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
440  * order is recorded in page_private(page) field.
441  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
442  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
443  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
444  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
445  * triggers coalescing into a block of larger size.            
446  *
447  * -- wli
448  */
449
450 static inline void __free_one_page(struct page *page,
451                 struct zone *zone, unsigned int order,
452                 int migratetype)
453 {
454         unsigned long page_idx;
455
456         if (unlikely(PageCompound(page)))
457                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
458                         return;
459
460         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
461
462         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
463
464         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
465         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
466
467         while (order < MAX_ORDER-1) {
468                 unsigned long combined_idx;
469                 struct page *buddy;
470
471                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
472                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
473                         break;
474
475                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
476                 list_del(&buddy->lru);
477                 zone->free_area[order].nr_free--;
478                 rmv_page_order(buddy);
479                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
480                 page = page + (combined_idx - page_idx);
481                 page_idx = combined_idx;
482                 order++;
483         }
484         set_page_order(page, order);
485         list_add(&page->lru,
486                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
487         zone->free_area[order].nr_free++;
488 }
489
490 #ifdef CONFIG_HAVE_MLOCKED_PAGE_BIT
491 /*
492  * free_page_mlock() -- clean up attempts to free and mlocked() page.
493  * Page should not be on lru, so no need to fix that up.
494  * free_pages_check() will verify...
495  */
496 static inline void free_page_mlock(struct page *page)
497 {
498         __dec_zone_page_state(page, NR_MLOCK);
499         __count_vm_event(UNEVICTABLE_MLOCKFREED);
500 }
501 #else
502 static void free_page_mlock(struct page *page) { }
503 #endif
504
505 static inline int free_pages_check(struct page *page)
506 {
507         if (unlikely(page_mapcount(page) |
508                 (page->mapping != NULL)  |
509                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
510                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE))) {
511                 bad_page(page);
512                 return 1;
513         }
514         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
515                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
516         return 0;
517 }
518
519 /*
520  * Frees a number of pages from the PCP lists
521  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
522  * count is the number of pages to free.
523  *
524  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
525  * see if this freeing clears that state.
526  *
527  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
528  * pinned" detection logic.
529  */
530 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
531                                         struct per_cpu_pages *pcp)
532 {
533         int migratetype = 0;
534         int batch_free = 0;
535
536         spin_lock(&zone->lock);
537         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
538         zone->pages_scanned = 0;
539
540         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, count);
541         while (count) {
542                 struct page *page;
543                 struct list_head *list;
544
545                 /*
546                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
547                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
548                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
549                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
550                  * lists
551                  */
552                 do {
553                         batch_free++;
554                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
555                                 migratetype = 0;
556                         list = &pcp->lists[migratetype];
557                 } while (list_empty(list));
558
559                 do {
560                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
561                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
562                         list_del(&page->lru);
563                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
564                         __free_one_page(page, zone, 0, page_private(page));
565                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, page_private(page));
566                 } while (--count && --batch_free && !list_empty(list));
567         }
568         spin_unlock(&zone->lock);
569 }
570
571 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
572                                 int migratetype)
573 {
574         spin_lock(&zone->lock);
575         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
576         zone->pages_scanned = 0;
577
578         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1 << order);
579         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
580         spin_unlock(&zone->lock);
581 }
582
583 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
584 {
585         unsigned long flags;
586         int i;
587         int bad = 0;
588         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
589
590         kmemcheck_free_shadow(page, order);
591
592         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
593                 bad += free_pages_check(page + i);
594         if (bad)
595                 return;
596
597         if (!PageHighMem(page)) {
598                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
599                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
600                                            PAGE_SIZE << order);
601         }
602         arch_free_page(page, order);
603         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
604
605         local_irq_save(flags);
606         if (unlikely(wasMlocked))
607                 free_page_mlock(page);
608         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
609         free_one_page(page_zone(page), page, order,
610                                         get_pageblock_migratetype(page));
611         local_irq_restore(flags);
612 }
613
614 /*
615  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
616  */
617 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
618 {
619         if (order == 0) {
620                 __ClearPageReserved(page);
621                 set_page_count(page, 0);
622                 set_page_refcounted(page);
623                 __free_page(page);
624         } else {
625                 int loop;
626
627                 prefetchw(page);
628                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
629                         struct page *p = &page[loop];
630
631                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
632                                 prefetchw(p + 1);
633                         __ClearPageReserved(p);
634                         set_page_count(p, 0);
635                 }
636
637                 set_page_refcounted(page);
638                 __free_pages(page, order);
639         }
640 }
641
642
643 /*
644  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
645  * Please do not alter this order without good reasons and regression
646  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
647  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
648  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
649  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
650  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
651  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
652  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
653  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
654  *
655  * -- wli
656  */
657 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
658         int low, int high, struct free_area *area,
659         int migratetype)
660 {
661         unsigned long size = 1 << high;
662
663         while (high > low) {
664                 area--;
665                 high--;
666                 size >>= 1;
667                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
668                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
669                 area->nr_free++;
670                 set_page_order(&page[size], high);
671         }
672 }
673
674 /*
675  * This page is about to be returned from the page allocator
676  */
677 static inline int check_new_page(struct page *page)
678 {
679         if (unlikely(page_mapcount(page) |
680                 (page->mapping != NULL)  |
681                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
682                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP))) {
683                 bad_page(page);
684                 return 1;
685         }
686         return 0;
687 }
688
689 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
690 {
691         int i;
692
693         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
694                 struct page *p = page + i;
695                 if (unlikely(check_new_page(p)))
696                         return 1;
697         }
698
699         set_page_private(page, 0);
700         set_page_refcounted(page);
701
702         arch_alloc_page(page, order);
703         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
704
705         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
706                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
707
708         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
709                 prep_compound_page(page, order);
710
711         return 0;
712 }
713
714 /*
715  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
716  * the smallest available page from the freelists
717  */
718 static inline
719 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
720                                                 int migratetype)
721 {
722         unsigned int current_order;
723         struct free_area * area;
724         struct page *page;
725
726         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
727         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
728                 area = &(zone->free_area[current_order]);
729                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
730                         continue;
731
732                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
733                                                         struct page, lru);
734                 list_del(&page->lru);
735                 rmv_page_order(page);
736                 area->nr_free--;
737                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
738                 return page;
739         }
740
741         return NULL;
742 }
743
744
745 /*
746  * This array describes the order lists are fallen back to when
747  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
748  */
749 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
750         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
751         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
752         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
753         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
754 };
755
756 /*
757  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
758  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
759  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
760  */
761 static int move_freepages(struct zone *zone,
762                           struct page *start_page, struct page *end_page,
763                           int migratetype)
764 {
765         struct page *page;
766         unsigned long order;
767         int pages_moved = 0;
768
769 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
770         /*
771          * page_zone is not safe to call in this context when
772          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
773          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
774          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
775          * grouping pages by mobility
776          */
777         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
778 #endif
779
780         for (page = start_page; page <= end_page;) {
781                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
782                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
783
784                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
785                         page++;
786                         continue;
787                 }
788
789                 if (!PageBuddy(page)) {
790                         page++;
791                         continue;
792                 }
793
794                 order = page_order(page);
795                 list_del(&page->lru);
796                 list_add(&page->lru,
797                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
798                 page += 1 << order;
799                 pages_moved += 1 << order;
800         }
801
802         return pages_moved;
803 }
804
805 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
806                                 int migratetype)
807 {
808         unsigned long start_pfn, end_pfn;
809         struct page *start_page, *end_page;
810
811         start_pfn = page_to_pfn(page);
812         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
813         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
814         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
815         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
816
817         /* Do not cross zone boundaries */
818         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
819                 start_page = page;
820         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
821                 return 0;
822
823         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
824 }
825
826 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
827                                         int start_order, int migratetype)
828 {
829         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
830
831         while (nr_pageblocks--) {
832                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
833                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
834         }
835 }
836
837 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
838 static inline struct page *
839 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
840 {
841         struct free_area * area;
842         int current_order;
843         struct page *page;
844         int migratetype, i;
845
846         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
847         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
848                                                 --current_order) {
849                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
850                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
851
852                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
853                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
854                                 continue;
855
856                         area = &(zone->free_area[current_order]);
857                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
858                                 continue;
859
860                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
861                                         struct page, lru);
862                         area->nr_free--;
863
864                         /*
865                          * If breaking a large block of pages, move all free
866                          * pages to the preferred allocation list. If falling
867                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
868                          * agressive about taking ownership of free pages
869                          */
870                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
871                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
872                                         page_group_by_mobility_disabled) {
873                                 unsigned long pages;
874                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
875                                                                 start_migratetype);
876
877                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
878                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
879                                                 page_group_by_mobility_disabled)
880                                         set_pageblock_migratetype(page,
881                                                                 start_migratetype);
882
883                                 migratetype = start_migratetype;
884                         }
885
886                         /* Remove the page from the freelists */
887                         list_del(&page->lru);
888                         rmv_page_order(page);
889
890                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
891                         if (current_order >= pageblock_order)
892                                 change_pageblock_range(page, current_order,
893                                                         start_migratetype);
894
895                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
896
897                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
898                                 start_migratetype, migratetype);
899
900                         return page;
901                 }
902         }
903
904         return NULL;
905 }
906
907 /*
908  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
909  * Call me with the zone->lock already held.
910  */
911 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
912                                                 int migratetype)
913 {
914         struct page *page;
915
916 retry_reserve:
917         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
918
919         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
920                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
921
922                 /*
923                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
924                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
925                  * and we want just one call site
926                  */
927                 if (!page) {
928                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
929                         goto retry_reserve;
930                 }
931         }
932
933         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
934         return page;
935 }
936
937 /* 
938  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
939  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
940  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
941  */
942 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
943                         unsigned long count, struct list_head *list,
944                         int migratetype, int cold)
945 {
946         int i;
947         
948         spin_lock(&zone->lock);
949         for (i = 0; i < count; ++i) {
950                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
951                 if (unlikely(page == NULL))
952                         break;
953
954                 /*
955                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
956                  * in physical page order. The page is added to the callers and
957                  * list and the list head then moves forward. From the callers
958                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
959                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
960                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
961                  * properly.
962                  */
963                 if (likely(cold == 0))
964                         list_add(&page->lru, list);
965                 else
966                         list_add_tail(&page->lru, list);
967                 set_page_private(page, migratetype);
968                 list = &page->lru;
969         }
970         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
971         spin_unlock(&zone->lock);
972         return i;
973 }
974
975 #ifdef CONFIG_NUMA
976 /*
977  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
978  * currently executing processor on remote nodes after they have
979  * expired.
980  *
981  * Note that this function must be called with the thread pinned to
982  * a single processor.
983  */
984 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
985 {
986         unsigned long flags;
987         int to_drain;
988
989         local_irq_save(flags);
990         if (pcp->count >= pcp->batch)
991                 to_drain = pcp->batch;
992         else
993                 to_drain = pcp->count;
994         free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
995         pcp->count -= to_drain;
996         local_irq_restore(flags);
997 }
998 #endif
999
1000 /*
1001  * Drain pages of the indicated processor.
1002  *
1003  * The processor must either be the current processor and the
1004  * thread pinned to the current processor or a processor that
1005  * is not online.
1006  */
1007 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1008 {
1009         unsigned long flags;
1010         struct zone *zone;
1011
1012         for_each_populated_zone(zone) {
1013                 struct per_cpu_pageset *pset;
1014                 struct per_cpu_pages *pcp;
1015
1016                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
1017
1018                 pcp = &pset->pcp;
1019                 local_irq_save(flags);
1020                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1021                 pcp->count = 0;
1022                 local_irq_restore(flags);
1023         }
1024 }
1025
1026 /*
1027  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1028  */
1029 void drain_local_pages(void *arg)
1030 {
1031         drain_pages(smp_processor_id());
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
1036  */
1037 void drain_all_pages(void)
1038 {
1039         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
1040 }
1041
1042 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1043
1044 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1045 {
1046         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1047         unsigned long flags;
1048         int order, t;
1049         struct list_head *curr;
1050
1051         if (!zone->spanned_pages)
1052                 return;
1053
1054         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1055
1056         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
1057         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1058                 if (pfn_valid(pfn)) {
1059                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1060
1061                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1062                                 swsusp_unset_page_free(page);
1063                 }
1064
1065         for_each_migratetype_order(order, t) {
1066                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1067                         unsigned long i;
1068
1069                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1070                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1071                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1072                 }
1073         }
1074         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1075 }
1076 #endif /* CONFIG_PM */
1077
1078 /*
1079  * Free a 0-order page
1080  */
1081 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1082 {
1083         struct zone *zone = page_zone(page);
1084         struct per_cpu_pages *pcp;
1085         unsigned long flags;
1086         int migratetype;
1087         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
1088
1089         kmemcheck_free_shadow(page, 0);
1090
1091         if (PageAnon(page))
1092                 page->mapping = NULL;
1093         if (free_pages_check(page))
1094                 return;
1095
1096         if (!PageHighMem(page)) {
1097                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1098                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1099         }
1100         arch_free_page(page, 0);
1101         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1102
1103         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
1104         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1105         set_page_private(page, migratetype);
1106         local_irq_save(flags);
1107         if (unlikely(wasMlocked))
1108                 free_page_mlock(page);
1109         __count_vm_event(PGFREE);
1110
1111         /*
1112          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1113          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1114          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1115          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1116          * excessively into the page allocator
1117          */
1118         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1119                 if (unlikely(migratetype == MIGRATE_ISOLATE)) {
1120                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1121                         goto out;
1122                 }
1123                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1124         }
1125
1126         if (cold)
1127                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1128         else
1129                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1130         pcp->count++;
1131         if (pcp->count >= pcp->high) {
1132                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->batch, pcp);
1133                 pcp->count -= pcp->batch;
1134         }
1135
1136 out:
1137         local_irq_restore(flags);
1138         put_cpu();
1139 }
1140
1141 void free_hot_page(struct page *page)
1142 {
1143         trace_mm_page_free_direct(page, 0);
1144         free_hot_cold_page(page, 0);
1145 }
1146         
1147 /*
1148  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1149  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1150  * Each sub-page must be freed individually.
1151  *
1152  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1153  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1154  */
1155 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1156 {
1157         int i;
1158
1159         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1160         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1161
1162 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1163         /*
1164          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1165          * otherwise free the whole shadow.
1166          */
1167         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1168                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1169 #endif
1170
1171         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1172                 set_page_refcounted(page + i);
1173 }
1174
1175 /*
1176  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1177  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1178  * or two.
1179  */
1180 static inline
1181 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1182                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1183                         int migratetype)
1184 {
1185         unsigned long flags;
1186         struct page *page;
1187         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1188         int cpu;
1189
1190 again:
1191         cpu  = get_cpu();
1192         if (likely(order == 0)) {
1193                 struct per_cpu_pages *pcp;
1194                 struct list_head *list;
1195
1196                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1197                 list = &pcp->lists[migratetype];
1198                 local_irq_save(flags);
1199                 if (list_empty(list)) {
1200                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1201                                         pcp->batch, list,
1202                                         migratetype, cold);
1203                         if (unlikely(list_empty(list)))
1204                                 goto failed;
1205                 }
1206
1207                 if (cold)
1208                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1209                 else
1210                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1211
1212                 list_del(&page->lru);
1213                 pcp->count--;
1214         } else {
1215                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1216                         /*
1217                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1218                          *
1219                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1220                          * properly detect and handle allocation failures.
1221                          *
1222                          * We most definitely don't want callers attempting to
1223                          * allocate greater than order-1 page units with
1224                          * __GFP_NOFAIL.
1225                          */
1226                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1227                 }
1228                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1229                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1230                 spin_unlock(&zone->lock);
1231                 if (!page)
1232                         goto failed;
1233                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << order));
1234         }
1235
1236         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1237         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1238         local_irq_restore(flags);
1239         put_cpu();
1240
1241         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1242         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1243                 goto again;
1244         return page;
1245
1246 failed:
1247         local_irq_restore(flags);
1248         put_cpu();
1249         return NULL;
1250 }
1251
1252 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1253 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1254 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1255 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1256 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1257
1258 /* Mask to get the watermark bits */
1259 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1260
1261 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1262 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1263 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1264
1265 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1266
1267 static struct fail_page_alloc_attr {
1268         struct fault_attr attr;
1269
1270         u32 ignore_gfp_highmem;
1271         u32 ignore_gfp_wait;
1272         u32 min_order;
1273
1274 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1275
1276         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1277         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1278         struct dentry *min_order_file;
1279
1280 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1281
1282 } fail_page_alloc = {
1283         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1284         .ignore_gfp_wait = 1,
1285         .ignore_gfp_highmem = 1,
1286         .min_order = 1,
1287 };
1288
1289 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1290 {
1291         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1292 }
1293 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1294
1295 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1296 {
1297         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1298                 return 0;
1299         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1300                 return 0;
1301         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1302                 return 0;
1303         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1304                 return 0;
1305
1306         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1307 }
1308
1309 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1310
1311 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1312 {
1313         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1314         struct dentry *dir;
1315         int err;
1316
1317         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1318                                        "fail_page_alloc");
1319         if (err)
1320                 return err;
1321         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1322
1323         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1324                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1325                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1326
1327         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1328                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1329                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1330         fail_page_alloc.min_order_file =
1331                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1332                                    &fail_page_alloc.min_order);
1333
1334         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1335             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1336             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1337                 err = -ENOMEM;
1338                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1339                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1340                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1341                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1342         }
1343
1344         return err;
1345 }
1346
1347 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1348
1349 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1350
1351 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1352
1353 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1354 {
1355         return 0;
1356 }
1357
1358 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1359
1360 /*
1361  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1362  * of the allocation.
1363  */
1364 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1365                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1366 {
1367         /* free_pages my go negative - that's OK */
1368         long min = mark;
1369         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1370         int o;
1371
1372         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1373                 min -= min / 2;
1374         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1375                 min -= min / 4;
1376
1377         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1378                 return 0;
1379         for (o = 0; o < order; o++) {
1380                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1381                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1382
1383                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1384                 min >>= min_free_order_shift;
1385
1386                 if (free_pages <= min)
1387                         return 0;
1388         }
1389         return 1;
1390 }
1391
1392 #ifdef CONFIG_NUMA
1393 /*
1394  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1395  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1396  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1397  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1398  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1399  *
1400  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1401  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1402  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1403  *
1404  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1405  * nothing and returns NULL.
1406  *
1407  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1408  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1409  *
1410  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1411  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1412  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1413  * quickly as we can.
1414  */
1415 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1416 {
1417         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1418         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1419
1420         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1421         if (!zlc)
1422                 return NULL;
1423
1424         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1425                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1426                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1427         }
1428
1429         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1430                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1431                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1432         return allowednodes;
1433 }
1434
1435 /*
1436  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1437  * if it is worth looking at further for free memory:
1438  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1439  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1440  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1441  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1442  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1443  * else return false (zero) if it is not.
1444  *
1445  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1446  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1447  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1448  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1449  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1450  * into the second scan of the zonelist.
1451  *
1452  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1453  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1454  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1455  * unturned looking for a free page.
1456  */
1457 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1458                                                 nodemask_t *allowednodes)
1459 {
1460         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1461         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1462         int n;                          /* node that zone *z is on */
1463
1464         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1465         if (!zlc)
1466                 return 1;
1467
1468         i = z - zonelist->_zonerefs;
1469         n = zlc->z_to_n[i];
1470
1471         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1472         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1473 }
1474
1475 /*
1476  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1477  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1478  * from that zone don't waste time re-examining it.
1479  */
1480 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1481 {
1482         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1483         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1484
1485         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1486         if (!zlc)
1487                 return;
1488
1489         i = z - zonelist->_zonerefs;
1490
1491         set_bit(i, zlc->fullzones);
1492 }
1493
1494 #else   /* CONFIG_NUMA */
1495
1496 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1497 {
1498         return NULL;
1499 }
1500
1501 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1502                                 nodemask_t *allowednodes)
1503 {
1504         return 1;
1505 }
1506
1507 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1508 {
1509 }
1510 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1511
1512 /*
1513  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1514  * a page.
1515  */
1516 static struct page *
1517 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1518                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1519                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1520 {
1521         struct zoneref *z;
1522         struct page *page = NULL;
1523         int classzone_idx;
1524         struct zone *zone;
1525         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1526         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1527         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1528
1529         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1530 zonelist_scan:
1531         /*
1532          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1533          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1534          */
1535         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1536                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1537                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1538                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1539                                 continue;
1540                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1541                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1542                                 goto try_next_zone;
1543
1544                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1545                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1546                         unsigned long mark;
1547                         int ret;
1548
1549                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1550                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1551                                     classzone_idx, alloc_flags))
1552                                 goto try_this_zone;
1553
1554                         if (zone_reclaim_mode == 0)
1555                                 goto this_zone_full;
1556
1557                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1558                         switch (ret) {
1559                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1560                                 /* did not scan */
1561                                 goto try_next_zone;
1562                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1563                                 /* scanned but unreclaimable */
1564                                 goto this_zone_full;
1565                         default:
1566                                 /* did we reclaim enough */
1567                                 if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1568                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1569                                         goto this_zone_full;
1570                         }
1571                 }
1572
1573 try_this_zone:
1574                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1575                                                 gfp_mask, migratetype);
1576                 if (page)
1577                         break;
1578 this_zone_full:
1579                 if (NUMA_BUILD)
1580                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1581 try_next_zone:
1582                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1583                         /*
1584                          * we do zlc_setup after the first zone is tried but only
1585                          * if there are multiple nodes make it worthwhile
1586                          */
1587                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1588                         zlc_active = 1;
1589                         did_zlc_setup = 1;
1590                 }
1591         }
1592
1593         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1594                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1595                 zlc_active = 0;
1596                 goto zonelist_scan;
1597         }
1598         return page;
1599 }
1600
1601 static inline int
1602 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1603                                 unsigned long pages_reclaimed)
1604 {
1605         /* Do not loop if specifically requested */
1606         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1607                 return 0;
1608
1609         /*
1610          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1611          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1612          * implementations.
1613          */
1614         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1615                 return 1;
1616
1617         /*
1618          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1619          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1620          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1621          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1622          * allocation still fails, we stop retrying.
1623          */
1624         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1625                 return 1;
1626
1627         /*
1628          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1629          * explicitly requests that.
1630          */
1631         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1632                 return 1;
1633
1634         return 0;
1635 }
1636
1637 static inline struct page *
1638 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1639         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1640         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1641         int migratetype)
1642 {
1643         struct page *page;
1644
1645         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1646         if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1647                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1648                 return NULL;
1649         }
1650
1651         /*
1652          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1653          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1654          * we're still under heavy pressure.
1655          */
1656         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1657                 order, zonelist, high_zoneidx,
1658                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1659                 preferred_zone, migratetype);
1660         if (page)
1661                 goto out;
1662
1663         /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1664         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
1665                 goto out;
1666
1667         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1668         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1669
1670 out:
1671         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1672         return page;
1673 }
1674
1675 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1676 static inline struct page *
1677 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1678         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1679         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1680         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
1681 {
1682         struct page *page = NULL;
1683         struct reclaim_state reclaim_state;
1684         struct task_struct *p = current;
1685
1686         cond_resched();
1687
1688         /* We now go into synchronous reclaim */
1689         cpuset_memory_pressure_bump();
1690         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1691         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1692         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1693         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1694
1695         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1696
1697         p->reclaim_state = NULL;
1698         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1699         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1700
1701         cond_resched();
1702
1703         if (order != 0)
1704                 drain_all_pages();
1705
1706         if (likely(*did_some_progress))
1707                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1708                                         zonelist, high_zoneidx,
1709                                         alloc_flags, preferred_zone,
1710                                         migratetype);
1711         return page;
1712 }
1713
1714 /*
1715  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
1716  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
1717  */
1718 static inline struct page *
1719 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1720         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1721         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1722         int migratetype)
1723 {
1724         struct page *page;
1725
1726         do {
1727                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1728                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
1729                         preferred_zone, migratetype);
1730
1731                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1732                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
1733         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
1734
1735         return page;
1736 }
1737
1738 static inline
1739 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
1740                                                 enum zone_type high_zoneidx)
1741 {
1742         struct zoneref *z;
1743         struct zone *zone;
1744
1745         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1746                 wakeup_kswapd(zone, order);
1747 }
1748
1749 static inline int
1750 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
1751 {
1752         struct task_struct *p = current;
1753         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
1754         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1755
1756         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
1757         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != ALLOC_HIGH);
1758
1759         /*
1760          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1761          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1762          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1763          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1764          */
1765         alloc_flags |= (gfp_mask & __GFP_HIGH);
1766
1767         if (!wait) {
1768                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1769                 /*
1770                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1771                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1772                  */
1773                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
1774         } else if (unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt())
1775                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1776
1777         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
1778                 if (!in_interrupt() &&
1779                     ((p->flags & PF_MEMALLOC) ||
1780                      unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
1781                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
1782         }
1783
1784         return alloc_flags;
1785 }
1786
1787 static inline struct page *
1788 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1789         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1790         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1791         int migratetype)
1792 {
1793         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1794         struct page *page = NULL;
1795         int alloc_flags;
1796         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1797         unsigned long did_some_progress;
1798         struct task_struct *p = current;
1799
1800         /*
1801          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
1802          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
1803          * be using allocators in order of preference for an area that is
1804          * too large.
1805          */
1806         if (order >= MAX_ORDER) {
1807                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
1808                 return NULL;
1809         }
1810
1811         /*
1812          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1813          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1814          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1815          * using a larger set of nodes after it has established that the
1816          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1817          * over allocated.
1818          */
1819         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1820                 goto nopage;
1821
1822 restart:
1823         wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx);
1824
1825         /*
1826          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1827          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1828          * to how we want to proceed.
1829          */
1830         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
1831
1832         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
1833         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1834                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
1835                         preferred_zone, migratetype);
1836         if (page)
1837                 goto got_pg;
1838
1839 rebalance:
1840         /* Allocate without watermarks if the context allows */
1841         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
1842                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
1843                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1844                                 preferred_zone, migratetype);
1845                 if (page)
1846                         goto got_pg;
1847         }
1848
1849         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1850         if (!wait)
1851                 goto nopage;
1852
1853         /* Avoid recursion of direct reclaim */
1854         if (p->flags & PF_MEMALLOC)
1855                 goto nopage;
1856
1857         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
1858         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
1859                 goto nopage;
1860
1861         /* Try direct reclaim and then allocating */
1862         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
1863                                         zonelist, high_zoneidx,
1864                                         nodemask,
1865                                         alloc_flags, preferred_zone,
1866                                         migratetype, &did_some_progress);
1867         if (page)
1868                 goto got_pg;
1869
1870         /*
1871          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
1872          * running out of options and have to consider going OOM
1873          */
1874         if (!did_some_progress) {
1875                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1876                         if (oom_killer_disabled)
1877                                 goto nopage;
1878                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
1879                                         zonelist, high_zoneidx,
1880                                         nodemask, preferred_zone,
1881                                         migratetype);
1882                         if (page)
1883                                 goto got_pg;
1884
1885                         /*
1886                          * The OOM killer does not trigger for high-order
1887                          * ~__GFP_NOFAIL allocations so if no progress is being
1888                          * made, there are no other options and retrying is
1889                          * unlikely to help.
1890                          */
1891                         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
1892                                                 !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
1893                                 goto nopage;
1894
1895                         goto restart;
1896                 }
1897         }
1898
1899         /* Check if we should retry the allocation */
1900         pages_reclaimed += did_some_progress;
1901         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
1902                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
1903                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
1904                 goto rebalance;
1905         }
1906
1907 nopage:
1908         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1909                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1910                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1911                         p->comm, order, gfp_mask);
1912                 dump_stack();
1913                 show_mem();
1914         }
1915         return page;
1916 got_pg:
1917         if (kmemcheck_enabled)
1918                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
1919         return page;
1920
1921 }
1922
1923 /*
1924  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1925  */
1926 struct page *
1927 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1928                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1929 {
1930         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1931         struct zone *preferred_zone;
1932         struct page *page;
1933         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
1934
1935         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
1936
1937         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
1938
1939         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
1940
1941         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1942                 return NULL;
1943
1944         /*
1945          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
1946          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
1947          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
1948          */
1949         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
1950                 return NULL;
1951
1952         /* The preferred zone is used for statistics later */
1953         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask, &preferred_zone);
1954         if (!preferred_zone)
1955                 return NULL;
1956
1957         /* First allocation attempt */
1958         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1959                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
1960                         preferred_zone, migratetype);
1961         if (unlikely(!page))
1962                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
1963                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1964                                 preferred_zone, migratetype);
1965
1966         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
1967         return page;
1968 }
1969 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
1970
1971 /*
1972  * Common helper functions.
1973  */
1974 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1975 {
1976         struct page *page;
1977
1978         /*
1979          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
1980          * a highmem page
1981          */
1982         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1983
1984         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1985         if (!page)
1986                 return 0;
1987         return (unsigned long) page_address(page);
1988 }
1989 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1990
1991 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1992 {
1993         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1994 }
1995 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1996
1997 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1998 {
1999         int i = pagevec_count(pvec);
2000
2001         while (--i >= 0) {
2002                 trace_mm_pagevec_free(pvec->pages[i], pvec->cold);
2003                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
2004         }
2005 }
2006
2007 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2008 {
2009         if (put_page_testzero(page)) {
2010                 trace_mm_page_free_direct(page, order);
2011                 if (order == 0)
2012                         free_hot_page(page);
2013                 else
2014                         __free_pages_ok(page, order);
2015         }
2016 }
2017
2018 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2019
2020 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2021 {
2022         if (addr != 0) {
2023                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2024                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2025         }
2026 }
2027
2028 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2029
2030 /**
2031  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2032  * @size: the number of bytes to allocate
2033  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2034  *
2035  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2036  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2037  * allocate memory in power-of-two pages.
2038  *
2039  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2040  *
2041  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2042  */
2043 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2044 {
2045         unsigned int order = get_order(size);
2046         unsigned long addr;
2047
2048         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2049         if (addr) {
2050                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2051                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2052
2053                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2054                 while (used < alloc_end) {
2055                         free_page(used);
2056                         used += PAGE_SIZE;
2057                 }
2058         }
2059
2060         return (void *)addr;
2061 }
2062 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2063
2064 /**
2065  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2066  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2067  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2068  *
2069  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2070  */
2071 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2072 {
2073         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2074         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2075
2076         while (addr < end) {
2077                 free_page(addr);
2078                 addr += PAGE_SIZE;
2079         }
2080 }
2081 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2082
2083 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
2084 {
2085         struct zoneref *z;
2086         struct zone *zone;
2087
2088         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2089         unsigned int sum = 0;
2090
2091         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2092
2093         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2094                 unsigned long size = zone->present_pages;
2095                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2096                 if (size > high)
2097                         sum += size - high;
2098         }
2099
2100         return sum;
2101 }
2102
2103 /*
2104  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
2105  */
2106 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
2107 {
2108         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2109 }
2110 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2111
2112 /*
2113  * Amount of free RAM allocatable within all zones
2114  */
2115 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
2116 {
2117         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2118 }
2119
2120 static inline void show_node(struct zone *zone)
2121 {
2122         if (NUMA_BUILD)
2123                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2124 }
2125
2126 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2127 {
2128         val->totalram = totalram_pages;
2129         val->sharedram = 0;
2130         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2131         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2132         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2133         val->freehigh = nr_free_highpages();
2134         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2135 }
2136
2137 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2138
2139 #ifdef CONFIG_NUMA
2140 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2141 {
2142         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2143
2144         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2145         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2146 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2147         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2148         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2149                         NR_FREE_PAGES);
2150 #else
2151         val->totalhigh = 0;
2152         val->freehigh = 0;
2153 #endif
2154         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2155 }
2156 #endif
2157
2158 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2159
2160 /*
2161  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2162  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2163  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2164  */
2165 void show_free_areas(void)
2166 {
2167         int cpu;
2168         struct zone *zone;
2169
2170         for_each_populated_zone(zone) {
2171                 show_node(zone);
2172                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2173
2174                 for_each_online_cpu(cpu) {
2175                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2176
2177                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
2178
2179                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2180                                cpu, pageset->pcp.high,
2181                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2182                 }
2183         }
2184
2185         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
2186                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
2187                 " unevictable:%lu"
2188                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2189                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
2190                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2191                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2192                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2193                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
2194                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2195                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2196                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
2197                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2198                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2199                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2200                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2201                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2202                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
2203                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2204                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2205                 global_page_state(NR_SHMEM),
2206                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2207                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2208
2209         for_each_populated_zone(zone) {
2210                 int i;
2211
2212                 show_node(zone);
2213                 printk("%s"
2214                         " free:%lukB"
2215                         " min:%lukB"
2216                         " low:%lukB"
2217                         " high:%lukB"
2218                         " active_anon:%lukB"
2219                         " inactive_anon:%lukB"
2220                         " active_file:%lukB"
2221                         " inactive_file:%lukB"
2222                         " unevictable:%lukB"
2223                         " isolated(anon):%lukB"
2224                         " isolated(file):%lukB"
2225                         " present:%lukB"
2226                         " mlocked:%lukB"
2227                         " dirty:%lukB"
2228                         " writeback:%lukB"
2229                         " mapped:%lukB"
2230                         " shmem:%lukB"
2231                         " slab_reclaimable:%lukB"
2232                         " slab_unreclaimable:%lukB"
2233                         " kernel_stack:%lukB"
2234                         " pagetables:%lukB"
2235                         " unstable:%lukB"
2236                         " bounce:%lukB"
2237                         " writeback_tmp:%lukB"
2238                         " pages_scanned:%lu"
2239                         " all_unreclaimable? %s"
2240                         "\n",
2241                         zone->name,
2242                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2243                         K(min_wmark_pages(zone)),
2244                         K(low_wmark_pages(zone)),
2245                         K(high_wmark_pages(zone)),
2246                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2247                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2248                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2249                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2250                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2251                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
2252                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
2253                         K(zone->present_pages),
2254                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
2255                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
2256                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
2257                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
2258                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
2259                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
2260                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
2261                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
2262                                 THREAD_SIZE / 1024,
2263                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
2264                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
2265                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
2266                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
2267                         zone->pages_scanned,
2268                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
2269                         );
2270                 printk("lowmem_reserve[]:");
2271                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2272                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2273                 printk("\n");
2274         }
2275
2276         for_each_populated_zone(zone) {
2277                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2278
2279                 show_node(zone);
2280                 printk("%s: ", zone->name);
2281
2282                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2283                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2284                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2285                         total += nr[order] << order;
2286                 }
2287                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2288                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2289                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2290                 printk("= %lukB\n", K(total));
2291         }
2292
2293         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2294
2295         show_swap_cache_info();
2296 }
2297
2298 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2299 {
2300         zoneref->zone = zone;
2301         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2302 }
2303
2304 /*
2305  * Builds allocation fallback zone lists.
2306  *
2307  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2308  */
2309 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2310                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2311 {
2312         struct zone *zone;
2313
2314         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2315         zone_type++;
2316
2317         do {
2318                 zone_type--;
2319                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2320                 if (populated_zone(zone)) {
2321                         zoneref_set_zone(zone,
2322                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2323                         check_highest_zone(zone_type);
2324                 }
2325
2326         } while (zone_type);
2327         return nr_zones;
2328 }
2329
2330
2331 /*
2332  *  zonelist_order:
2333  *  0 = automatic detection of better ordering.
2334  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2335  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2336  *
2337  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2338  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2339  */
2340 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2341 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2342 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2343
2344 /* zonelist order in the kernel.
2345  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2346  */
2347 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2348 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2349
2350
2351 #ifdef CONFIG_NUMA
2352 /* The value user specified ....changed by config */
2353 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2354 /* string for sysctl */
2355 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2356 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2357
2358 /*
2359  * interface for configure zonelist ordering.
2360  * command line option "numa_zonelist_order"
2361  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2362  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2363  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2364  */
2365
2366 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2367 {
2368         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2369                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2370         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2371                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2372         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2373                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2374         } else {
2375                 printk(KERN_WARNING
2376                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2377                         "%s\n", s);
2378                 return -EINVAL;
2379         }
2380         return 0;
2381 }
2382
2383 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2384 {
2385         if (s)
2386                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2387         return 0;
2388 }
2389 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2390
2391 /*
2392  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2393  */
2394 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2395                 void __user *buffer, size_t *length,
2396                 loff_t *ppos)
2397 {
2398         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2399         int ret;
2400
2401         if (write)
2402                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2403                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2404         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
2405         if (ret)
2406                 return ret;
2407         if (write) {
2408                 int oldval = user_zonelist_order;
2409                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2410                         /*
2411                          * bogus value.  restore saved string
2412                          */
2413                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2414                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2415                         user_zonelist_order = oldval;
2416                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2417                         build_all_zonelists();
2418         }
2419         return 0;
2420 }
2421
2422
2423 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
2424 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2425
2426 /**
2427  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2428  * @node: node whose fallback list we're appending
2429  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2430  *
2431  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2432  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2433  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2434  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2435  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2436  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2437  * on them otherwise.
2438  * It returns -1 if no node is found.
2439  */
2440 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2441 {
2442         int n, val;
2443         int min_val = INT_MAX;
2444         int best_node = -1;
2445         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2446
2447         /* Use the local node if we haven't already */
2448         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2449                 node_set(node, *used_node_mask);
2450                 return node;
2451         }
2452
2453         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2454
2455                 /* Don't want a node to appear more than once */
2456                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2457                         continue;
2458
2459                 /* Use the distance array to find the distance */
2460                 val = node_distance(node, n);
2461
2462                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2463                 val += (n < node);
2464
2465                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2466                 tmp = cpumask_of_node(n);
2467                 if (!cpumask_empty(tmp))
2468                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2469
2470                 /* Slight preference for less loaded node */
2471                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2472                 val += node_load[n];
2473
2474                 if (val < min_val) {
2475                         min_val = val;
2476                         best_node = n;
2477                 }
2478         }
2479
2480         if (best_node >= 0)
2481                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2482
2483         return best_node;
2484 }
2485
2486
2487 /*
2488  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2489  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2490  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2491  */
2492 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2493 {
2494         int j;
2495         struct zonelist *zonelist;
2496
2497         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2498         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2499                 ;
2500         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2501                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2502         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2503         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2504 }
2505
2506 /*
2507  * Build gfp_thisnode zonelists
2508  */
2509 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2510 {
2511         int j;
2512         struct zonelist *zonelist;
2513
2514         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2515         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2516         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2517         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2518 }
2519
2520 /*
2521  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2522  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2523  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2524  * may still exist in local DMA zone.
2525  */
2526 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2527
2528 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2529 {
2530         int pos, j, node;
2531         int zone_type;          /* needs to be signed */
2532         struct zone *z;
2533         struct zonelist *zonelist;
2534
2535         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2536         pos = 0;
2537         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2538                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2539                         node = node_order[j];
2540                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2541                         if (populated_zone(z)) {
2542                                 zoneref_set_zone(z,
2543                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2544                                 check_highest_zone(zone_type);
2545                         }
2546                 }
2547         }
2548         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2549         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2550 }
2551
2552 static int default_zonelist_order(void)
2553 {
2554         int nid, zone_type;
2555         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2556         struct zone *z;
2557         int average_size;
2558         /*
2559          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2560          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2561          * into OOM very easily.
2562          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2563          */
2564         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2565         low_kmem_size = 0;
2566         total_size = 0;
2567         for_each_online_node(nid) {
2568                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2569                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2570                         if (populated_zone(z)) {
2571                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2572                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2573                                 total_size += z->present_pages;
2574                         }
2575                 }
2576         }
2577         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2578             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2579                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2580         /*
2581          * look into each node's config.
2582          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2583          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2584          */
2585         average_size = total_size /
2586                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2587         for_each_online_node(nid) {
2588                 low_kmem_size = 0;
2589                 total_size = 0;
2590                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2591                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2592                         if (populated_zone(z)) {
2593                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2594                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2595                                 total_size += z->present_pages;
2596                         }
2597                 }
2598                 if (low_kmem_size &&
2599                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2600                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2601                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2602         }
2603         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2604 }
2605
2606 static void set_zonelist_order(void)
2607 {
2608         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2609                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2610         else
2611                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2612 }
2613
2614 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2615 {
2616         int j, node, load;
2617         enum zone_type i;
2618         nodemask_t used_mask;
2619         int local_node, prev_node;
2620         struct zonelist *zonelist;
2621         int order = current_zonelist_order;
2622
2623         /* initialize zonelists */
2624         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2625                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2626                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2627                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2628         }
2629
2630         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2631         local_node = pgdat->node_id;
2632         load = nr_online_nodes;
2633         prev_node = local_node;
2634         nodes_clear(used_mask);
2635
2636         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2637         j = 0;
2638
2639         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2640                 int distance = node_distance(local_node, node);
2641
2642                 /*
2643                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2644                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2645                  */
2646                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2647                         zone_reclaim_mode = 1;
2648
2649                 /*
2650                  * We don't want to pressure a particular node.
2651                  * So adding penalty to the first node in same
2652                  * distance group to make it round-robin.
2653                  */
2654                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2655                         node_load[node] = load;
2656
2657                 prev_node = node;
2658                 load--;
2659                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2660                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2661                 else
2662                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2663         }
2664
2665         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2666                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2667                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2668         }
2669
2670         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2671 }
2672
2673 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2674 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2675 {
2676         struct zonelist *zonelist;
2677         struct zonelist_cache *zlc;
2678         struct zoneref *z;
2679
2680         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2681         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2682         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2683         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2684                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2685 }
2686
2687
2688 #else   /* CONFIG_NUMA */
2689
2690 static void set_zonelist_order(void)
2691 {
2692         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2693 }
2694
2695 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2696 {
2697         int node, local_node;
2698         enum zone_type j;
2699         struct zonelist *zonelist;
2700
2701         local_node = pgdat->node_id;
2702
2703         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2704         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2705
2706         /*
2707          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2708          * of all the other nodes.
2709          * We don't want to pressure a particular node, so when
2710          * building the zones for node N, we make sure that the
2711          * zones coming right after the local ones are those from
2712          * node N+1 (modulo N)
2713          */
2714         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2715                 if (!node_online(node))
2716                         continue;
2717                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2718                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2719         }
2720         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2721                 if (!node_online(node))
2722                         continue;
2723                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2724                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2725         }
2726
2727         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2728         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2729 }
2730
2731 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2732 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2733 {
2734         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2735 }
2736
2737 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2738
2739 /* return values int ....just for stop_machine() */
2740 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2741 {
2742         int nid;
2743
2744 #ifdef CONFIG_NUMA
2745         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2746 #endif
2747         for_each_online_node(nid) {
2748                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2749
2750                 build_zonelists(pgdat);
2751                 build_zonelist_cache(pgdat);
2752         }
2753         return 0;
2754 }
2755
2756 void build_all_zonelists(void)
2757 {
2758         set_zonelist_order();
2759
2760         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2761                 __build_all_zonelists(NULL);
2762                 mminit_verify_zonelist();
2763                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2764         } else {
2765                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2766                    of zonelist */
2767                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2768                 /* cpuset refresh routine should be here */
2769         }
2770         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2771         /*
2772          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2773          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2774          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2775          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2776          * disabled and enable it later
2777          */
2778         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2779                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2780         else
2781                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2782
2783         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2784                 "Total pages: %ld\n",
2785                         nr_online_nodes,
2786                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2787                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2788                         vm_total_pages);
2789 #ifdef CONFIG_NUMA
2790         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2791 #endif
2792 }
2793
2794 /*
2795  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2796  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2797  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2798  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2799  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2800  * conservative, even though it seems large.
2801  *
2802  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2803  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2804  */
2805 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2806
2807 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2808 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2809 {
2810         unsigned long size = 1;
2811
2812         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2813
2814         while (size < pages)
2815                 size <<= 1;
2816
2817         /*
2818          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2819          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2820          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2821          */
2822         size = min(size, 4096UL);
2823
2824         return max(size, 4UL);
2825 }
2826 #else
2827 /*
2828  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2829  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2830  *
2831  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2832  *
2833  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2834  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2835  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2836  *
2837  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2838  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2839  *
2840  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2841  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2842  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2843  */
2844 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2845 {
2846         return 4096UL;
2847 }
2848 #endif
2849
2850 /*
2851  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2852  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2853  * hash function before the remainder is taken.
2854  */
2855 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2856 {
2857         return ffz(~size);
2858 }
2859
2860 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2861
2862 /*
2863  * Check if a pageblock contains reserved pages
2864  */
2865 static int pageblock_is_reserved(unsigned long start_pfn)
2866 {
2867         unsigned long end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages;
2868         unsigned long pfn;
2869
2870         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
2871                 if (PageReserved(pfn_to_page(pfn)))
2872                         return 1;
2873         return 0;
2874 }
2875
2876 /*
2877  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2878  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
2879  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2880  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2881  * blocks as reclaim kicks in
2882  */
2883 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2884 {
2885         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2886         struct page *page;
2887         unsigned long block_migratetype;
2888         int reserve;
2889
2890         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2891         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2892         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2893         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
2894                                                         pageblock_order;
2895
2896         /*
2897          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
2898          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
2899          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
2900          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
2901          * future allocation of hugepages at runtime.
2902          */
2903         reserve = min(2, reserve);
2904
2905         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2906                 if (!pfn_valid(pfn))
2907                         continue;
2908                 page = pfn_to_page(pfn);
2909
2910                 /* Watch out for overlapping nodes */
2911                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2912                         continue;
2913
2914                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2915                 if (pageblock_is_reserved(pfn))
2916                         continue;
2917
2918                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2919
2920                 /* If this block is reserved, account for it */
2921                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2922                         reserve--;
2923                         continue;
2924                 }
2925
2926                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2927                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2928                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2929                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2930                         reserve--;
2931                         continue;
2932                 }
2933
2934                 /*
2935                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2936                  * take it back
2937                  */
2938                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2939                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2940                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2941                 }
2942         }
2943 }
2944
2945 /*
2946  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2947  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2948  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2949  */
2950 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2951                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2952 {
2953         struct page *page;
2954         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2955         unsigned long pfn;
2956         struct zone *z;
2957
2958         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
2959                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
2960
2961         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2962         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2963                 /*
2964                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2965                  * handed to this function.  They do not
2966                  * exist on hotplugged memory.
2967                  */
2968                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2969                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2970                                 continue;
2971                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2972                                 continue;
2973                 }
2974                 page = pfn_to_page(pfn);
2975                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2976                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2977                 init_page_count(page);
2978                 reset_page_mapcount(page);
2979                 SetPageReserved(page);
2980                 /*
2981                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2982                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2983                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2984                  * the address space during boot when many long-lived
2985                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2986                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2987                  * setup_zone_migrate_reserve()
2988                  *
2989                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2990                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2991                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2992                  * pfn out of zone.
2993                  */
2994                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2995                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2996                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2997                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2998
2999                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
3000 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
3001                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3002                 if (!is_highmem_idx(zone))
3003                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3004 #endif
3005         }
3006 }
3007
3008 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3009 {
3010         int order, t;
3011         for_each_migratetype_order(order, t) {
3012                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3013                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3014         }
3015 }
3016
3017 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3018 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3019         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3020 #endif
3021
3022 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
3023 {
3024 #ifdef CONFIG_MMU
3025         int batch;
3026
3027         /*
3028          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3029          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
3030          *
3031          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
3032          */
3033         batch = zone->present_pages / 1024;
3034         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
3035                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
3036         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
3037         if (batch < 1)
3038                 batch = 1;
3039
3040         /*
3041          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
3042          * of 2 value was found to be more likely to have
3043          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
3044          *
3045          * For example if 2 tasks are alternately allocating
3046          * batches of pages, one task can end up with a lot
3047          * of pages of one half of the possible page colors
3048          * and the other with pages of the other colors.
3049          */
3050         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
3051
3052         return batch;
3053
3054 #else
3055         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
3056          * conditions.
3057          *
3058          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
3059          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
3060          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
3061          *
3062          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
3063          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
3064          * can be a significant delay between the individual batches being
3065          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
3066          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
3067          */
3068         return 0;
3069 #endif
3070 }
3071
3072 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
3073 {
3074         struct per_cpu_pages *pcp;
3075         int migratetype;
3076
3077         memset(p, 0, sizeof(*p));
3078
3079         pcp = &p->pcp;
3080         pcp->count = 0;
3081         pcp->high = 6 * batch;
3082         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
3083         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
3084                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
3085 }
3086
3087 /*
3088  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
3089  * to the value high for the pageset p.
3090  */
3091
3092 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
3093                                 unsigned long high)
3094 {
3095         struct per_cpu_pages *pcp;
3096
3097         pcp = &p->pcp;
3098         pcp->high = high;
3099         pcp->batch = max(1UL, high/4);
3100         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
3101                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
3102 }
3103
3104
3105 #ifdef CONFIG_NUMA
3106 /*
3107  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
3108  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
3109  * that an item put on a list will immediately be handed over to
3110  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
3111  * with interrupts disabled.
3112  *
3113  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
3114  *
3115  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
3116  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
3117  * hotplugged processors.
3118  *
3119  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
3120  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
3121  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
3122  */
3123 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
3124
3125 /*
3126  * Dynamically allocate memory for the
3127  * per cpu pageset array in struct zone.
3128  */
3129 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
3130 {
3131         struct zone *zone, *dzone;
3132         int node = cpu_to_node(cpu);
3133
3134         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
3135
3136         for_each_populated_zone(zone) {
3137                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
3138                                          GFP_KERNEL, node);
3139                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
3140                         goto bad;
3141
3142                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
3143
3144                 if (percpu_pagelist_fraction)
3145                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
3146                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
3147         }
3148
3149         return 0;
3150 bad:
3151         for_each_zone(dzone) {
3152                 if (!populated_zone(dzone))
3153                         continue;
3154                 if (dzone == zone)
3155                         break;
3156                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
3157                 zone_pcp(dzone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
3158         }
3159         return -ENOMEM;
3160 }
3161
3162 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
3163 {
3164         struct zone *zone;
3165
3166         for_each_zone(zone) {
3167                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
3168
3169                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
3170                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
3171                         kfree(pset);
3172                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
3173         }
3174 }
3175
3176 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3177                 unsigned long action,
3178                 void *hcpu)
3179 {
3180         int cpu = (long)hcpu;
3181         int ret = NOTIFY_OK;
3182
3183         switch (action) {
3184         case CPU_UP_PREPARE:
3185         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3186                 if (process_zones(cpu))
3187                         ret = NOTIFY_BAD;
3188                 break;
3189         case CPU_UP_CANCELED:
3190         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3191         case CPU_DEAD:
3192         case CPU_DEAD_FROZEN:
3193                 free_zone_pagesets(cpu);
3194                 break;
3195         default:
3196                 break;
3197         }
3198         return ret;
3199 }
3200
3201 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
3202         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
3203
3204 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
3205 {
3206         int err;
3207
3208         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
3209          * A cpuup callback will do this for every cpu
3210          * as it comes online
3211          */
3212         err = process_zones(smp_processor_id());
3213         BUG_ON(err);
3214         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
3215 }
3216
3217 #endif
3218
3219 static noinline __init_refok
3220 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3221 {
3222         int i;
3223         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3224         size_t alloc_size;
3225
3226         /*
3227          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3228          * per zone.
3229          */
3230         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3231                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3232         zone->wait_table_bits =
3233                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3234         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3235                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3236
3237         if (!slab_is_available()) {
3238                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3239                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
3240         } else {
3241                 /*
3242                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3243                  * via memory hot-add.
3244                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3245                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3246                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3247                  * node itself as well.
3248                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3249                  * necessary.
3250                  */
3251                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3252         }
3253         if (!zone->wait_table)
3254                 return -ENOMEM;
3255
3256         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3257                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3258
3259         return 0;
3260 }
3261
3262 static int __zone_pcp_update(void *data)
3263 {
3264         struct zone *zone = data;
3265         int cpu;
3266         unsigned long batch = zone_batchsize(zone), flags;
3267
3268         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
3269                 struct per_cpu_pageset *pset;
3270                 struct per_cpu_pages *pcp;
3271
3272                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
3273                 pcp = &pset->pcp;
3274
3275                 local_irq_save(flags);
3276                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
3277                 setup_pageset(pset, batch);
3278                 local_irq_restore(flags);
3279         }
3280         return 0;
3281 }
3282
3283 void zone_pcp_update(struct zone *zone)
3284 {
3285         stop_machine(__zone_pcp_update, zone, NULL);
3286 }
3287
3288 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3289 {
3290         int cpu;
3291         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
3292
3293         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
3294 #ifdef CONFIG_NUMA
3295                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
3296                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
3297                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
3298 #else
3299                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
3300 #endif
3301         }
3302         if (zone->present_pages)
3303                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
3304                         zone->name, zone->present_pages, batch);
3305 }
3306
3307 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3308                                         unsigned long zone_start_pfn,
3309                                         unsigned long size,
3310                                         enum memmap_context context)
3311 {
3312         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3313         int ret;
3314         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3315         if (ret)
3316                 return ret;
3317         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3318
3319         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3320
3321         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3322                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3323                         pgdat->node_id,
3324                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3325                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3326
3327         zone_init_free_lists(zone);
3328
3329         return 0;
3330 }
3331
3332 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3333 /*
3334  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3335  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3336  */
3337 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3338 {
3339         int i;
3340
3341         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3342                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3343                         return i;
3344
3345         return -1;
3346 }
3347
3348 /*
3349  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3350  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3351  */
3352 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3353 {
3354         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3355                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3356                         return index;
3357
3358         return -1;
3359 }
3360
3361 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3362 /*
3363  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3364  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3365  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3366  * alternative
3367  */
3368 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3369 {
3370         int i;
3371
3372         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3373                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3374                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3375
3376                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3377                         return early_node_map[i].nid;
3378         }
3379         /* This is a memory hole */
3380         return -1;
3381 }
3382 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3383
3384 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3385 {
3386         int nid;
3387
3388         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3389         if (nid >= 0)
3390                 return nid;
3391         /* just returns 0 */
3392         return 0;
3393 }
3394
3395 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3396 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3397 {
3398         int nid;
3399
3400         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3401         if (nid >= 0 && nid != node)
3402                 return false;
3403         return true;
3404 }
3405 #endif
3406
3407 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3408 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3409         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3410                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3411
3412 /**
3413  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3414  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3415  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3416  *
3417  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3418  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3419  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3420  */
3421 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3422                                                 unsigned long max_low_pfn)
3423 {
3424         int i;
3425
3426         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3427                 unsigned long size_pages = 0;
3428                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3429
3430                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3431                         continue;
3432
3433                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3434                         end_pfn = max_low_pfn;
3435
3436                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3437                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3438                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3439                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3440         }
3441 }
3442
3443 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3444 {
3445         int i;
3446         int ret;
3447
3448         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3449                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3450                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3451                 if (ret)
3452                         break;
3453         }
3454 }
3455 /**
3456  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3457  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3458  *
3459  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3460  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3461  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3462  */
3463 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3464 {
3465         int i;
3466
3467         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3468                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3469                                 early_node_map[i].start_pfn,
3470                                 early_node_map[i].end_pfn);
3471 }
3472
3473 /**
3474  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3475  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3476  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3477  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3478  *
3479  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3480  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3481  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3482  * PFNs will be 0.
3483  */
3484 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3485                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3486 {
3487         int i;
3488         *start_pfn = -1UL;
3489         *end_pfn = 0;
3490
3491         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3492                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3493                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3494         }
3495
3496         if (*start_pfn == -1UL)
3497                 *start_pfn = 0;
3498 }
3499
3500 /*
3501  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3502  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3503  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3504  */
3505 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3506 {
3507         int zone_index;
3508         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3509                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3510                         continue;
3511
3512                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3513                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3514                         break;
3515         }
3516
3517         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3518         movable_zone = zone_index;
3519 }
3520
3521 /*
3522  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3523  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3524  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3525  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3526  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3527  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3528  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3529  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3530  */
3531 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3532                                         unsigned long zone_type,
3533                                         unsigned long node_start_pfn,
3534                                         unsigned long node_end_pfn,
3535                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3536                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3537 {
3538         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3539         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3540                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3541                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3542                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3543                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3544                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3545
3546                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3547                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3548                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3549                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3550
3551                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3552                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3553                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3554         }
3555 }
3556
3557 /*
3558  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3559  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3560  */
3561 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3562                                         unsigned long zone_type,
3563                                         unsigned long *ignored)
3564 {
3565         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3566         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3567
3568         /* Get the start and end of the node and zone */
3569         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3570         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3571         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3572         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3573                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3574                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3575
3576         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3577         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3578                 return 0;
3579
3580         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3581         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3582         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3583
3584         /* Return the spanned pages */
3585         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3586 }
3587
3588 /*
3589  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3590  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3591  */
3592 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3593                                 unsigned long range_start_pfn,
3594                                 unsigned long range_end_pfn)
3595 {
3596         int i = 0;
3597         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3598         unsigned long start_pfn;
3599
3600         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3601         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3602         if (i == -1)
3603                 return 0;
3604
3605         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3606
3607         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3608         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3609                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3610
3611         /* Find all holes for the zone within the node */
3612         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3613
3614                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3615                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3616                         break;
3617
3618                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3619                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3620                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3621
3622                 /* Update the hole size cound and move on */
3623                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3624                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3625                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3626                 }
3627                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3628         }
3629
3630         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3631         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3632                 hole_pages += range_end_pfn -
3633                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3634
3635         return hole_pages;
3636 }
3637
3638 /**
3639  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3640  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3641  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3642  *
3643  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3644  */
3645 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3646                                                         unsigned long end_pfn)
3647 {
3648         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3649 }
3650
3651 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3652 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3653                                         unsigned long zone_type,
3654                                         unsigned long *ignored)
3655 {
3656         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3657         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3658
3659         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3660         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3661                                                         node_start_pfn);
3662         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3663                                                         node_end_pfn);
3664
3665         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3666                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3667                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3668         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3669 }
3670
3671 #else
3672 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3673                                         unsigned long zone_type,
3674                                         unsigned long *zones_size)
3675 {
3676         return zones_size[zone_type];
3677 }
3678
3679 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3680                                                 unsigned long zone_type,
3681                                                 unsigned long *zholes_size)
3682 {
3683         if (!zholes_size)
3684                 return 0;
3685
3686         return zholes_size[zone_type];
3687 }
3688
3689 #endif
3690
3691 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3692                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3693 {
3694         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3695         enum zone_type i;
3696
3697         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3698                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3699                                                                 zones_size);
3700         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3701
3702         realtotalpages = totalpages;
3703         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3704                 realtotalpages -=
3705                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3706                                                                 zholes_size);
3707         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3708         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3709                                                         realtotalpages);
3710 }
3711
3712 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3713 /*
3714  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3715  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3716  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3717  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3718  * bytes.
3719  */
3720 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3721 {
3722         unsigned long usemapsize;
3723
3724         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3725         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3726         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3727         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3728
3729         return usemapsize / 8;
3730 }
3731
3732 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3733                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3734 {
3735         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3736         zone->pageblock_flags = NULL;
3737         if (usemapsize)
3738                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3739 }
3740 #else
3741 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3742                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3743 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3744
3745 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3746
3747 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3748 static inline int pageblock_default_order(void)
3749 {
3750         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3751                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3752
3753         return MAX_ORDER-1;
3754 }
3755
3756 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3757 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3758 {
3759         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3760         if (pageblock_order)
3761                 return;
3762
3763         /*
3764          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3765          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3766          */
3767         pageblock_order = order;
3768 }
3769 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3770
3771 /*
3772  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3773  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3774  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3775  * pageblock_order based on the kernel config
3776  */
3777 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3778 {
3779         return MAX_ORDER-1;
3780 }
3781 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3782
3783 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3784
3785 /*
3786  * Set up the zone data structures:
3787  *   - mark all pages reserved
3788  *   - mark all memory queues empty
3789  *   - clear the memory bitmaps
3790  */
3791 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3792                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3793 {
3794         enum zone_type j;
3795         int nid = pgdat->node_id;
3796         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3797         int ret;
3798
3799         pgdat_resize_init(pgdat);
3800         pgdat->nr_zones = 0;
3801         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3802         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3803         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3804         
3805         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3806                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3807                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3808                 enum lru_list l;
3809
3810                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3811                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3812                                                                 zholes_size);
3813
3814                 /*
3815                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3816                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3817                  * and per-cpu initialisations
3818                  */
3819                 memmap_pages =
3820                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3821                 if (realsize >= memmap_pages) {
3822                         realsize -= memmap_pages;
3823                         if (memmap_pages)
3824                                 printk(KERN_DEBUG
3825                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3826                                        zone_names[j], memmap_pages);
3827                 } else
3828                         printk(KERN_WARNING
3829                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3830                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3831
3832                 /* Account for reserved pages */
3833                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3834                         realsize -= dma_reserve;
3835                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3836                                         zone_names[0], dma_reserve);
3837                 }
3838
3839                 if (!is_highmem_idx(j))
3840                         nr_kernel_pages += realsize;
3841                 nr_all_pages += realsize;
3842
3843                 zone->spanned_pages = size;
3844                 zone->present_pages = realsize;
3845 #ifdef CONFIG_NUMA
3846                 zone->node = nid;
3847                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3848                                                 / 100;
3849                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3850 #endif
3851                 zone->name = zone_names[j];
3852                 spin_lock_init(&zone->lock);
3853                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3854                 zone_seqlock_init(zone);
3855                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3856
3857                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3858
3859                 zone_pcp_init(zone);
3860                 for_each_lru(l) {
3861                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3862                         zone->reclaim_stat.nr_saved_scan[l] = 0;
3863                 }
3864                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
3865                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
3866                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
3867                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
3868                 zap_zone_vm_stats(zone);
3869                 zone->flags = 0;
3870                 if (!size)
3871                         continue;
3872
3873                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3874                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3875                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3876                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3877                 BUG_ON(ret);
3878                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3879                 zone_start_pfn += size;
3880         }
3881 }
3882
3883 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3884 {
3885         /* Skip empty nodes */
3886         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3887                 return;
3888
3889 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3890         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3891         if (!pgdat->node_mem_map) {
3892                 unsigned long size, start, end;
3893                 struct page *map;
3894
3895                 /*
3896                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3897                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3898                  * for the buddy allocator to function correctly.
3899                  */
3900                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3901                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3902                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3903                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3904                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3905                 if (!map)
3906                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3907                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3908         }
3909 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3910         /*
3911          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3912          */
3913         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3914                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3915 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3916                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3917                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3918 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3919         }
3920 #endif
3921 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3922 }
3923
3924 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3925                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3926 {
3927         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3928
3929         pgdat->node_id = nid;
3930         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3931         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3932
3933         alloc_node_mem_map(pgdat);
3934 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3935         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3936                 nid, (unsigned long)pgdat,
3937                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3938 #endif
3939
3940         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3941 }
3942
3943 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3944
3945 #if MAX_NUMNODES > 1
3946 /*
3947  * Figure out the number of possible node ids.
3948  */
3949 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3950 {
3951         unsigned int node;
3952         unsigned int highest = 0;
3953
3954         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3955                 highest = node;
3956         nr_node_ids = highest + 1;
3957 }
3958 #else
3959 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3960 {
3961 }
3962 #endif
3963
3964 /**
3965  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3966  * @nid: The node ID the range resides on
3967  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3968  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3969  *
3970  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3971  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3972  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3973  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3974  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3975  */
3976 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3977                                                 unsigned long end_pfn)
3978 {
3979         int i;
3980
3981         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3982                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3983                         "%d entries of %d used\n",
3984                         nid, start_pfn, end_pfn,
3985                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3986
3987         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3988
3989         /* Merge with existing active regions if possible */
3990         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3991                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3992                         continue;
3993
3994                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3995                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3996                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3997                         return;
3998
3999                 /* Merge forward if suitable */
4000                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
4001                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
4002                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4003                         return;
4004                 }
4005
4006                 /* Merge backward if suitable */
4007                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
4008                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
4009                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4010                         return;
4011                 }
4012         }
4013
4014         /* Check that early_node_map is large enough */
4015         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
4016                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
4017                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
4018                 return;
4019         }
4020
4021         early_node_map[i].nid = nid;
4022         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4023         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4024         nr_nodemap_entries = i + 1;
4025 }
4026
4027 /**
4028  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
4029  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
4030  * @start_pfn: The new PFN of the range
4031  * @end_pfn: The new PFN of the range
4032  *
4033  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
4034  * The map is kept near the end physical page range that has already been
4035  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
4036  * range.
4037  */
4038 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4039                                 unsigned long end_pfn)
4040 {
4041         int i, j;
4042         int removed = 0;
4043
4044         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
4045                           nid, start_pfn, end_pfn);
4046
4047         /* Find the old active region end and shrink */
4048         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4049                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4050                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
4051                         /* clear it */
4052                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
4053                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
4054                         removed = 1;
4055                         continue;
4056                 }
4057                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
4058                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
4059                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4060                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
4061                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
4062                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
4063                         continue;
4064                 }
4065                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4066                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
4067                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
4068                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
4069                         continue;
4070                 }
4071         }
4072
4073         if (!removed)
4074                 return;
4075
4076         /* remove the blank ones */
4077         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
4078                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4079                         continue;
4080                 if (early_node_map[i].end_pfn)
4081                         continue;
4082                 /* we found it, get rid of it */
4083                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
4084                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
4085                                 sizeof(early_node_map[j]));
4086                 j = nr_nodemap_entries - 1;
4087                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
4088                 nr_nodemap_entries--;
4089         }
4090 }
4091
4092 /**
4093  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
4094  *
4095  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
4096  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
4097  * all currently registered regions.
4098  */
4099 void __init remove_all_active_ranges(void)
4100 {
4101         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
4102         nr_nodemap_entries = 0;
4103 }
4104
4105 /* Compare two active node_active_regions */
4106 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
4107 {
4108         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
4109         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
4110
4111         /* Done this way to avoid overflows */
4112         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
4113                 return 1;
4114         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
4115                 return -1;
4116
4117         return 0;
4118 }
4119
4120 /* sort the node_map by start_pfn */
4121 static void __init sort_node_map(void)
4122 {
4123         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
4124                         sizeof(struct node_active_region),
4125                         cmp_node_active_region, NULL);
4126 }
4127
4128 /* Find the lowest pfn for a node */
4129 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4130 {
4131         int i;
4132         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4133
4134         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
4135         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4136                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4137
4138         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4139                 printk(KERN_WARNING
4140                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4141                 return 0;
4142         }
4143
4144         return min_pfn;
4145 }
4146
4147 /**
4148  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4149  *
4150  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4151  * add_active_range().
4152  */
4153 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4154 {
4155         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4156 }
4157
4158 /*
4159  * early_calculate_totalpages()
4160  * Sum pages in active regions for movable zone.
4161  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
4162  */
4163 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4164 {
4165         int i;
4166         unsigned long totalpages = 0;
4167
4168         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4169                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
4170                                                 early_node_map[i].start_pfn;
4171                 totalpages += pages;
4172                 if (pages)
4173                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
4174         }
4175         return totalpages;
4176 }
4177
4178 /*
4179  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4180  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4181  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4182  * others
4183  */
4184 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
4185 {
4186         int i, nid;
4187         unsigned long usable_startpfn;
4188         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4189         /* save the state before borrow the nodemask */
4190         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_HIGH_MEMORY];
4191         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4192         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
4193
4194         /*
4195          * If movablecore was specified, calculate what size of
4196          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4197          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4198          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4199          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4200          * what movablecore would have allowed.
4201          */
4202         if (required_movablecore) {
4203                 unsigned long corepages;
4204
4205                 /*
4206                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4207                  * was requested by the user
4208                  */
4209                 required_movablecore =
4210                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4211                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4212
4213                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4214         }
4215
4216         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4217         if (!required_kernelcore)
4218                 goto out;
4219
4220         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4221         find_usable_zone_for_movable();
4222         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4223
4224 restart:
4225         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4226         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4227         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4228                 /*
4229                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4230                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4231                  * amount of memory for the kernel
4232                  */
4233                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4234                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4235
4236                 /*
4237                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4238                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4239                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4240                  */
4241                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4242
4243                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4244                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4245                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4246                         unsigned long size_pages;
4247
4248                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4249                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4250                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4251                         if (start_pfn >= end_pfn)
4252                                 continue;
4253
4254                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4255                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4256                                 unsigned long kernel_pages;
4257                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4258                                                                 - start_pfn;
4259
4260                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4261                                                         kernelcore_remaining);
4262                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4263                                                         required_kernelcore);
4264
4265                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4266                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4267
4268                                         /*
4269                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4270                                          * that if we have to rebalance
4271                                          * kernelcore across nodes, we will
4272                                          * not double account here
4273                                          */
4274                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4275                                         continue;
4276                                 }
4277                                 start_pfn = usable_startpfn;
4278                         }
4279
4280                         /*
4281                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4282                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4283                          * number of pages used as kernelcore
4284                          */
4285                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4286                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4287                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4288                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4289
4290                         /*
4291                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4292                          * break if the kernelcore for this node has been
4293                          * satisified
4294                          */
4295                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4296                                                                 size_pages);
4297                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4298                         if (!kernelcore_remaining)
4299                                 break;
4300                 }
4301         }
4302
4303         /*
4304          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4305          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4306          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4307          * satisified
4308          */
4309         usable_nodes--;
4310         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4311                 goto restart;
4312
4313         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4314         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4315                 zone_movable_pfn[nid] =
4316                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4317
4318 out:
4319         /* restore the node_state */
4320         node_states[N_HIGH_MEMORY] = saved_node_state;
4321 }
4322
4323 /* Any regular memory on that node ? */
4324 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4325 {
4326 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4327         enum zone_type zone_type;
4328
4329         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4330                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4331                 if (zone->present_pages)
4332                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4333         }
4334 #endif
4335 }
4336
4337 /**
4338  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4339  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4340  *
4341  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4342  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4343  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4344  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4345  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4346  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4347  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4348  * at arch_max_dma_pfn.
4349  */
4350 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4351 {
4352         unsigned long nid;
4353         int i;
4354
4355         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4356         sort_node_map();
4357
4358         /* Record where the zone boundaries are */
4359         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4360                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4361         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4362                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4363         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4364         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4365         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4366                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4367                         continue;
4368                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4369                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4370                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4371                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4372         }
4373         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4374         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4375
4376         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4377         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4378         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4379
4380         /* Print out the zone ranges */
4381         printk("Zone PFN ranges:\n");
4382         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4383                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4384                         continue;
4385                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4386                                 zone_names[i],
4387                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4388                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4389         }
4390
4391         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4392         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4393         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4394                 if (zone_movable_pfn[i])
4395                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4396         }
4397
4398         /* Print out the early_node_map[] */
4399         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4400         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4401                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4402                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4403                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4404
4405         /* Initialise every node */
4406         mminit_verify_pageflags_layout();
4407         setup_nr_node_ids();
4408         for_each_online_node(nid) {
4409                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4410                 free_area_init_node(nid, NULL,
4411                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4412
4413                 /* Any memory on that node */
4414                 if (pgdat->node_present_pages)
4415                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4416                 check_for_regular_memory(pgdat);
4417         }
4418 }
4419
4420 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4421 {
4422         unsigned long long coremem;
4423         if (!p)
4424                 return -EINVAL;
4425
4426         coremem = memparse(p, &p);
4427         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4428
4429         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4430         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4431
4432         return 0;
4433 }
4434
4435 /*
4436  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4437  * cannot be reclaimed or migrated.
4438  */
4439 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4440 {
4441         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4442 }
4443
4444 /*
4445  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4446  * can be reclaimed or migrated.
4447  */
4448 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4449 {
4450         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4451 }
4452
4453 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4454 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4455
4456 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4457
4458 /**
4459  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4460  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4461  *
4462  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4463  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4464  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4465  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4466  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4467  * smaller per-cpu batchsize.
4468  */
4469 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4470 {
4471         dma_reserve = new_dma_reserve;
4472 }
4473
4474 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4475 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4476 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4477 #endif
4478
4479 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4480 {
4481         free_area_init_node(0, zones_size,
4482                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4483 }
4484
4485 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4486                                  unsigned long action, void *hcpu)
4487 {
4488         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4489
4490         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4491                 drain_pages(cpu);
4492
4493                 /*
4494                  * Spill the event counters of the dead processor
4495                  * into the current processors event counters.
4496                  * This artificially elevates the count of the current
4497                  * processor.
4498                  */
4499                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4500
4501                 /*
4502                  * Zero the differential counters of the dead processor
4503                  * so that the vm statistics are consistent.
4504                  *
4505                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4506                  * race with what we are doing.
4507                  */
4508                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4509         }
4510         return NOTIFY_OK;
4511 }
4512
4513 void __init page_alloc_init(void)
4514 {
4515         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4516 }
4517
4518 /*
4519  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4520  *      or min_free_kbytes changes.
4521  */
4522 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4523 {
4524         struct pglist_data *pgdat;
4525         unsigned long reserve_pages = 0;
4526         enum zone_type i, j;
4527
4528         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4529                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4530                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4531                         unsigned long max = 0;
4532
4533                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4534                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4535                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4536                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4537                         }
4538
4539                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
4540                         max += high_wmark_pages(zone);
4541
4542                         if (max > zone->present_pages)
4543                                 max = zone->present_pages;
4544                         reserve_pages += max;
4545                 }
4546         }
4547         totalreserve_pages = reserve_pages;
4548 }
4549
4550 /*
4551  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4552  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4553  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4554  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4555  */
4556 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4557 {
4558         struct pglist_data *pgdat;
4559         enum zone_type j, idx;
4560
4561         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4562                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4563                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4564                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4565
4566                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4567
4568                         idx = j;
4569                         while (idx) {
4570                                 struct zone *lower_zone;
4571
4572                                 idx--;
4573
4574                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4575                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4576
4577                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4578                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4579                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4580                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4581                         }
4582                 }
4583         }
4584
4585         /* update totalreserve_pages */
4586         calculate_totalreserve_pages();
4587 }
4588
4589 /**
4590  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
4591  * or when memory is hot-{added|removed}
4592  *
4593  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
4594  * correctly with respect to min_free_kbytes.
4595  */
4596 void setup_per_zone_wmarks(void)
4597 {
4598         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4599         unsigned long lowmem_pages = 0;
4600         struct zone *zone;
4601         unsigned long flags;
4602
4603         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4604         for_each_zone(zone) {
4605                 if (!is_highmem(zone))
4606                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4607         }
4608
4609         for_each_zone(zone) {
4610                 u64 tmp;
4611
4612                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4613                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4614                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4615                 if (is_highmem(zone)) {
4616                         /*
4617                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4618                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4619                          * value here.
4620                          *
4621                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
4622                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4623                          * not be capped for highmem.
4624                          */
4625                         int min_pages;
4626
4627                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4628                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4629                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4630                         if (min_pages > 128)
4631                                 min_pages = 128;
4632                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
4633                 } else {
4634                         /*
4635                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4636                          * proportionate to the zone's size.
4637                          */
4638                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
4639                 }
4640
4641                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
4642                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
4643                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4644                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4645         }
4646
4647         /* update totalreserve_pages */
4648         calculate_totalreserve_pages();
4649 }
4650
4651 /*
4652  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4653  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4654  * to be referenced again before it is swapped out.
4655  *
4656  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4657  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4658  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4659  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4660  *
4661  * total     target    max
4662  * memory    ratio     inactive anon
4663  * -------------------------------------
4664  *   10MB       1         5MB
4665  *  100MB       1        50MB
4666  *    1GB       3       250MB
4667  *   10GB      10       0.9GB
4668  *  100GB      31         3GB
4669  *    1TB     101        10GB
4670  *   10TB     320        32GB
4671  */
4672 void calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
4673 {
4674         unsigned int gb, ratio;
4675
4676         /* Zone size in gigabytes */
4677         gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4678         if (gb)
4679                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4680         else
4681                 ratio = 1;
4682
4683         zone->inactive_ratio = ratio;
4684 }
4685
4686 static void __init setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4687 {
4688         struct zone *zone;
4689
4690         for_each_zone(zone)
4691                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
4692 }
4693
4694 /*
4695  * Initialise min_free_kbytes.
4696  *
4697  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4698  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4699  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4700  *
4701  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4702  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4703  *
4704  * which yields
4705  *
4706  * 16MB:        512k
4707  * 32MB:        724k
4708  * 64MB:        1024k
4709  * 128MB:       1448k
4710  * 256MB:       2048k
4711  * 512MB:       2896k
4712  * 1024MB:      4096k
4713  * 2048MB:      5792k
4714  * 4096MB:      8192k
4715  * 8192MB:      11584k
4716  * 16384MB:     16384k
4717  */
4718 static int __init init_per_zone_wmark_min(void)
4719 {
4720         unsigned long lowmem_kbytes;
4721
4722         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4723
4724         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4725         if (min_free_kbytes < 128)
4726                 min_free_kbytes = 128;
4727         if (min_free_kbytes > 65536)
4728                 min_free_kbytes = 65536;
4729         setup_per_zone_wmarks();
4730         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4731         setup_per_zone_inactive_ratio();
4732         return 0;
4733 }
4734 module_init(init_per_zone_wmark_min)
4735
4736 /*
4737  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4738  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4739  *      changes.
4740  */
4741 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4742         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4743 {
4744         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
4745         if (write)
4746                 setup_per_zone_wmarks();
4747         return 0;
4748 }
4749
4750 #ifdef CONFIG_NUMA
4751 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4752         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4753 {
4754         struct zone *zone;
4755         int rc;
4756
4757         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4758         if (rc)
4759                 return rc;
4760
4761         for_each_zone(zone)
4762                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4763                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4764         return 0;
4765 }
4766
4767 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4768         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4769 {
4770         struct zone *zone;
4771         int rc;
4772
4773         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4774         if (rc)
4775                 return rc;
4776
4777         for_each_zone(zone)
4778                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4779                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4780         return 0;
4781 }
4782 #endif
4783
4784 /*
4785  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4786  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4787  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4788  *
4789  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4790  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4791  * if in function of the boot time zone sizes.
4792  */
4793 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4794         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4795 {
4796         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4797         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4798         return 0;
4799 }
4800
4801 /*
4802  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4803  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4804  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4805  */
4806
4807 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4808         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4809 {
4810         struct zone *zone;
4811         unsigned int cpu;
4812         int ret;
4813
4814         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4815         if (!write || (ret == -EINVAL))
4816                 return ret;
4817         for_each_populated_zone(zone) {
4818                 for_each_online_cpu(cpu) {
4819                         unsigned long  high;
4820                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4821                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4822                 }
4823         }
4824         return 0;
4825 }
4826
4827 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4828
4829 #ifdef CONFIG_NUMA
4830 static int __init set_hashdist(char *str)
4831 {
4832         if (!str)
4833                 return 0;
4834         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4835         return 1;
4836 }
4837 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4838 #endif
4839
4840 /*
4841  * allocate a large system hash table from bootmem
4842  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4843  *   quantity of entries
4844  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4845  */
4846 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4847                                      unsigned long bucketsize,
4848                                      unsigned long numentries,
4849                                      int scale,
4850                                      int flags,
4851                                      unsigned int *_hash_shift,
4852                                      unsigned int *_hash_mask,
4853                                      unsigned long limit)
4854 {
4855         unsigned long long max = limit;
4856         unsigned long log2qty, size;
4857         void *table = NULL;
4858
4859         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4860         if (!numentries) {
4861                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4862                 numentries = nr_kernel_pages;
4863                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4864                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4865                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4866
4867                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4868                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4869                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4870                 else
4871                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4872
4873                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4874                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
4875                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
4876                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
4877                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
4878                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
4879                                 BUG_ON(!numentries);
4880                         }
4881                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4882                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4883         }
4884         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4885
4886         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4887         if (max == 0) {
4888                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4889                 do_div(max, bucketsize);
4890         }
4891
4892         if (numentries > max)
4893                 numentries = max;
4894
4895         log2qty = ilog2(numentries);
4896
4897         do {
4898                 size = bucketsize << log2qty;
4899                 if (flags & HASH_EARLY)
4900                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4901                 else if (hashdist)
4902                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4903                 else {
4904                         /*
4905                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4906                          * some pages at the end of hash table which
4907                          * alloc_pages_exact() automatically does
4908                          */
4909                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
4910                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
4911                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
4912                         }
4913                 }
4914         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4915
4916         if (!table)
4917                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4918
4919         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4920                tablename,
4921                (1U << log2qty),
4922                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4923                size);
4924
4925         if (_hash_shift)
4926                 *_hash_shift = log2qty;
4927         if (_hash_mask)
4928                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4929
4930         return table;
4931 }
4932
4933 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4934 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4935                                                         unsigned long pfn)
4936 {
4937 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4938         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4939 #else
4940         return zone->pageblock_flags;
4941 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4942 }
4943
4944 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4945 {
4946 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4947         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4948         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4949 #else
4950         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4951         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4952 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4953 }
4954
4955 /**
4956  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4957  * @page: The page within the block of interest
4958  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4959  * @end_bitidx: The last bit of interest
4960  * returns pageblock_bits flags
4961  */
4962 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4963                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4964 {
4965         struct zone *zone;
4966         unsigned long *bitmap;
4967         unsigned long pfn, bitidx;
4968         unsigned long flags = 0;
4969         unsigned long value = 1;
4970
4971         zone = page_zone(page);
4972         pfn = page_to_pfn(page);
4973         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4974         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4975
4976         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4977                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4978                         flags |= value;
4979
4980         return flags;
4981 }
4982
4983 /**
4984  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4985  * @page: The page within the block of interest
4986  * @start_bitidx: The first bit of interest
4987  * @end_bitidx: The last bit of interest
4988  * @flags: The flags to set
4989  */
4990 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4991                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4992 {
4993         struct zone *zone;
4994         unsigned long *bitmap;
4995         unsigned long pfn, bitidx;
4996         unsigned long value = 1;
4997
4998         zone = page_zone(page);
4999         pfn = page_to_pfn(page);
5000         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5001         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5002         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
5003         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
5004
5005         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5006                 if (flags & value)
5007                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5008                 else
5009                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5010 }
5011
5012 /*
5013  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
5014  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
5015  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
5016  */
5017
5018 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
5019 {
5020         struct zone *zone;
5021         unsigned long flags;
5022         int ret = -EBUSY;
5023         int zone_idx;
5024
5025         zone = page_zone(page);
5026         zone_idx = zone_idx(zone);
5027         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5028         /*
5029          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
5030          */
5031         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE &&
5032             zone_idx != ZONE_MOVABLE)
5033                 goto out;
5034         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
5035         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
5036         ret = 0;
5037 out:
5038         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5039         if (!ret)
5040                 drain_all_pages();
5041         return ret;
5042 }
5043
5044 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
5045 {
5046         struct zone *zone;
5047         unsigned long flags;
5048         zone = page_zone(page);
5049         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5050         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
5051                 goto out;
5052         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
5053         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
5054 out:
5055         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5056 }
5057
5058 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
5059 /*
5060  * All pages in the range must be isolated before calling this.
5061  */
5062 void
5063 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
5064 {
5065         struct page *page;
5066         struct zone *zone;
5067         int order, i;
5068         unsigned long pfn;
5069         unsigned long flags;
5070         /* find the first valid pfn */
5071         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
5072                 if (pfn_valid(pfn))
5073                         break;
5074         if (pfn == end_pfn)
5075                 return;
5076         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
5077         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5078         pfn = start_pfn;
5079         while (pfn < end_pfn) {
5080                 if (!pfn_valid(pfn)) {
5081                         pfn++;
5082                         continue;
5083                 }
5084                 page = pfn_to_page(pfn);
5085                 BUG_ON(page_count(page));
5086                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
5087                 order = page_order(page);
5088 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5089                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
5090                        pfn, 1 << order, end_pfn);
5091 #endif
5092                 list_del(&page->lru);
5093                 rmv_page_order(page);
5094                 zone->free_area[order].nr_free--;
5095                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
5096                                       - (1UL << order));
5097                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
5098                         SetPageReserved((page+i));
5099                 pfn += (1 << order);
5100         }
5101         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5102 }
5103 #endif