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