03a386d24ef237c03305c4517df511360ad5fbd5
[linux-2.6.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/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/oom.h>
32 #include <linux/notifier.h>
33 #include <linux/topology.h>
34 #include <linux/sysctl.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/memory_hotplug.h>
38 #include <linux/nodemask.h>
39 #include <linux/vmalloc.h>
40 #include <linux/mempolicy.h>
41 #include <linux/stop_machine.h>
42 #include <linux/sort.h>
43 #include <linux/pfn.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/fault-inject.h>
46 #include <linux/page-isolation.h>
47 #include <linux/page_cgroup.h>
48 #include <linux/debugobjects.h>
49 #include <linux/kmemleak.h>
50
51 #include <asm/tlbflush.h>
52 #include <asm/div64.h>
53 #include "internal.h"
54
55 /*
56  * Array of node states.
57  */
58 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
59         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
60         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
61 #ifndef CONFIG_NUMA
62         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
63 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
64         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
65 #endif
66         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
67 #endif  /* NUMA */
68 };
69 EXPORT_SYMBOL(node_states);
70
71 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
72 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
73 unsigned long highest_memmap_pfn __read_mostly;
74 int percpu_pagelist_fraction;
75
76 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
77 int pageblock_order __read_mostly;
78 #endif
79
80 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
81
82 /*
83  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
84  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
85  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
86  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
87  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
88  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
89  *
90  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
91  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
92  */
93 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
94 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
95          256,
96 #endif
97 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
98          256,
99 #endif
100 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
101          32,
102 #endif
103          32,
104 };
105
106 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
107
108 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
109 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
110          "DMA",
111 #endif
112 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
113          "DMA32",
114 #endif
115          "Normal",
116 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
117          "HighMem",
118 #endif
119          "Movable",
120 };
121
122 int min_free_kbytes = 1024;
123
124 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
125 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
126 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
127
128 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
129   /*
130    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
131    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
132    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
133    * so the number of times add_active_range() can be called is
134    * related to the number of nodes and the number of holes
135    */
136   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
137     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
138     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
139   #else
140     #if MAX_NUMNODES >= 32
141       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
142       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
143     #else
144       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
145       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
146     #endif
147   #endif
148
149   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
150   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
151   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
152   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
153   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
154   static unsigned long __initdata required_movablecore;
155   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
156
157   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
158   int movable_zone;
159   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
160 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
161
162 #if MAX_NUMNODES > 1
163 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
164 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
165 #endif
166
167 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
168
169 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
170 {
171
172         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
173                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
174
175         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
176                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
177 }
178
179 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
180 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
181 {
182         int ret = 0;
183         unsigned seq;
184         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
185
186         do {
187                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
188                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
189                         ret = 1;
190                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
191                         ret = 1;
192         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
193
194         return ret;
195 }
196
197 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
198 {
199         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
200                 return 0;
201         if (zone != page_zone(page))
202                 return 0;
203
204         return 1;
205 }
206 /*
207  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
208  */
209 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
210 {
211         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
212                 return 1;
213         if (!page_is_consistent(zone, page))
214                 return 1;
215
216         return 0;
217 }
218 #else
219 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
220 {
221         return 0;
222 }
223 #endif
224
225 static void bad_page(struct page *page)
226 {
227         static unsigned long resume;
228         static unsigned long nr_shown;
229         static unsigned long nr_unshown;
230
231         /*
232          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
233          * or allow a steady drip of one report per second.
234          */
235         if (nr_shown == 60) {
236                 if (time_before(jiffies, resume)) {
237                         nr_unshown++;
238                         goto out;
239                 }
240                 if (nr_unshown) {
241                         printk(KERN_ALERT
242                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
243                                 nr_unshown);
244                         nr_unshown = 0;
245                 }
246                 nr_shown = 0;
247         }
248         if (nr_shown++ == 0)
249                 resume = jiffies + 60 * HZ;
250
251         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
252                 current->comm, page_to_pfn(page));
253         printk(KERN_ALERT
254                 "page:%p flags:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%lx\n",
255                 page, (void *)page->flags, page_count(page),
256                 page_mapcount(page), page->mapping, page->index);
257
258         dump_stack();
259 out:
260         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
261         __ClearPageBuddy(page);
262         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
263 }
264
265 /*
266  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
267  *
268  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
269  *
270  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
271  *
272  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
273  * the head page (even the head page has this).
274  *
275  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
276  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
277  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
278  */
279
280 static void free_compound_page(struct page *page)
281 {
282         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
283 }
284
285 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
286 {
287         int i;
288         int nr_pages = 1 << order;
289
290         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
291         set_compound_order(page, order);
292         __SetPageHead(page);
293         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
294                 struct page *p = page + i;
295
296                 __SetPageTail(p);
297                 p->first_page = page;
298         }
299 }
300
301 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
302 void prep_compound_gigantic_page(struct page *page, unsigned long order)
303 {
304         int i;
305         int nr_pages = 1 << order;
306         struct page *p = page + 1;
307
308         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
309         set_compound_order(page, order);
310         __SetPageHead(page);
311         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p = mem_map_next(p, page, i)) {
312                 __SetPageTail(p);
313                 p->first_page = page;
314         }
315 }
316 #endif
317
318 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
319 {
320         int i;
321         int nr_pages = 1 << order;
322         int bad = 0;
323
324         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
325             unlikely(!PageHead(page))) {
326                 bad_page(page);
327                 bad++;
328         }
329
330         __ClearPageHead(page);
331
332         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
333                 struct page *p = page + i;
334
335                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
336                         bad_page(page);
337                         bad++;
338                 }
339                 __ClearPageTail(p);
340         }
341
342         return bad;
343 }
344
345 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
346 {
347         int i;
348
349         /*
350          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
351          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
352          */
353         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
354         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
355                 clear_highpage(page + i);
356 }
357
358 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
359 {
360         set_page_private(page, order);
361         __SetPageBuddy(page);
362 }
363
364 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
365 {
366         __ClearPageBuddy(page);
367         set_page_private(page, 0);
368 }
369
370 /*
371  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
372  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
373  *
374  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
375  * the following equation:
376  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
377  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
378  * 1 buddy is #10:
379  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
380  *
381  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
382  * satisfies the following equation:
383  *     P = B & ~(1 << O)
384  *
385  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
386  */
387 static inline struct page *
388 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
389 {
390         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
391
392         return page + (buddy_idx - page_idx);
393 }
394
395 static inline unsigned long
396 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
397 {
398         return (page_idx & ~(1 << order));
399 }
400
401 /*
402  * This function checks whether a page is free && is the buddy
403  * we can do coalesce a page and its buddy if
404  * (a) the buddy is not in a hole &&
405  * (b) the buddy is in the buddy system &&
406  * (c) a page and its buddy have the same order &&
407  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
408  *
409  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
410  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
411  *
412  * For recording page's order, we use page_private(page).
413  */
414 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
415                                                                 int order)
416 {
417         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
418                 return 0;
419
420         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
421                 return 0;
422
423         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
424                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
425                 return 1;
426         }
427         return 0;
428 }
429
430 /*
431  * Freeing function for a buddy system allocator.
432  *
433  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
434  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
435  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
436  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
437  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
438  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
439  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
440  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
441  * parts of the VM system.
442  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
443  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
444  * order is recorded in page_private(page) field.
445  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
446  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
447  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
448  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
449  * triggers coalescing into a block of larger size.            
450  *
451  * -- wli
452  */
453
454 static inline void __free_one_page(struct page *page,
455                 struct zone *zone, unsigned int order,
456                 int migratetype)
457 {
458         unsigned long page_idx;
459         int order_size = 1 << order;
460
461         if (unlikely(PageCompound(page)))
462                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
463                         return;
464
465         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
466
467         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
468
469         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
470         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
471
472         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
473         while (order < MAX_ORDER-1) {
474                 unsigned long combined_idx;
475                 struct page *buddy;
476
477                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
478                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
479                         break;
480
481                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
482                 list_del(&buddy->lru);
483                 zone->free_area[order].nr_free--;
484                 rmv_page_order(buddy);
485                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
486                 page = page + (combined_idx - page_idx);
487                 page_idx = combined_idx;
488                 order++;
489         }
490         set_page_order(page, order);
491         list_add(&page->lru,
492                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
493         zone->free_area[order].nr_free++;
494 }
495
496 static inline int free_pages_check(struct page *page)
497 {
498         if (unlikely(page_mapcount(page) |
499                 (page->mapping != NULL)  |
500                 (page_count(page) != 0)  |
501                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE))) {
502                 bad_page(page);
503                 return 1;
504         }
505         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
506                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
507         return 0;
508 }
509
510 /*
511  * Frees a list of pages. 
512  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
513  * count is the number of pages to free.
514  *
515  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
516  * see if this freeing clears that state.
517  *
518  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
519  * pinned" detection logic.
520  */
521 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
522                                         struct list_head *list, int order)
523 {
524         spin_lock(&zone->lock);
525         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
526         zone->pages_scanned = 0;
527         while (count--) {
528                 struct page *page;
529
530                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
531                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
532                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
533                 list_del(&page->lru);
534                 __free_one_page(page, zone, order, page_private(page));
535         }
536         spin_unlock(&zone->lock);
537 }
538
539 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
540                                 int migratetype)
541 {
542         spin_lock(&zone->lock);
543         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
544         zone->pages_scanned = 0;
545         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
546         spin_unlock(&zone->lock);
547 }
548
549 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
550 {
551         unsigned long flags;
552         int i;
553         int bad = 0;
554         int clearMlocked = PageMlocked(page);
555
556         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
557                 bad += free_pages_check(page + i);
558         if (bad)
559                 return;
560
561         if (!PageHighMem(page)) {
562                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
563                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
564                                            PAGE_SIZE << order);
565         }
566         arch_free_page(page, order);
567         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
568
569         local_irq_save(flags);
570         if (unlikely(clearMlocked))
571                 free_page_mlock(page);
572         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
573         free_one_page(page_zone(page), page, order,
574                                         get_pageblock_migratetype(page));
575         local_irq_restore(flags);
576 }
577
578 /*
579  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
580  */
581 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
582 {
583         if (order == 0) {
584                 __ClearPageReserved(page);
585                 set_page_count(page, 0);
586                 set_page_refcounted(page);
587                 __free_page(page);
588         } else {
589                 int loop;
590
591                 prefetchw(page);
592                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
593                         struct page *p = &page[loop];
594
595                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
596                                 prefetchw(p + 1);
597                         __ClearPageReserved(p);
598                         set_page_count(p, 0);
599                 }
600
601                 set_page_refcounted(page);
602                 __free_pages(page, order);
603         }
604 }
605
606
607 /*
608  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
609  * Please do not alter this order without good reasons and regression
610  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
611  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
612  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
613  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
614  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
615  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
616  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
617  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
618  *
619  * -- wli
620  */
621 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
622         int low, int high, struct free_area *area,
623         int migratetype)
624 {
625         unsigned long size = 1 << high;
626
627         while (high > low) {
628                 area--;
629                 high--;
630                 size >>= 1;
631                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
632                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
633                 area->nr_free++;
634                 set_page_order(&page[size], high);
635         }
636 }
637
638 /*
639  * This page is about to be returned from the page allocator
640  */
641 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
642 {
643         if (unlikely(page_mapcount(page) |
644                 (page->mapping != NULL)  |
645                 (page_count(page) != 0)  |
646                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP))) {
647                 bad_page(page);
648                 return 1;
649         }
650
651         set_page_private(page, 0);
652         set_page_refcounted(page);
653
654         arch_alloc_page(page, order);
655         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
656
657         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
658                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
659
660         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
661                 prep_compound_page(page, order);
662
663         return 0;
664 }
665
666 /*
667  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
668  * the smallest available page from the freelists
669  */
670 static inline
671 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
672                                                 int migratetype)
673 {
674         unsigned int current_order;
675         struct free_area * area;
676         struct page *page;
677
678         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
679         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
680                 area = &(zone->free_area[current_order]);
681                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
682                         continue;
683
684                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
685                                                         struct page, lru);
686                 list_del(&page->lru);
687                 rmv_page_order(page);
688                 area->nr_free--;
689                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
690                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
691                 return page;
692         }
693
694         return NULL;
695 }
696
697
698 /*
699  * This array describes the order lists are fallen back to when
700  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
701  */
702 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
703         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
704         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
705         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
706         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
707 };
708
709 /*
710  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
711  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
712  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
713  */
714 static int move_freepages(struct zone *zone,
715                           struct page *start_page, struct page *end_page,
716                           int migratetype)
717 {
718         struct page *page;
719         unsigned long order;
720         int pages_moved = 0;
721
722 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
723         /*
724          * page_zone is not safe to call in this context when
725          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
726          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
727          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
728          * grouping pages by mobility
729          */
730         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
731 #endif
732
733         for (page = start_page; page <= end_page;) {
734                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
735                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
736
737                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
738                         page++;
739                         continue;
740                 }
741
742                 if (!PageBuddy(page)) {
743                         page++;
744                         continue;
745                 }
746
747                 order = page_order(page);
748                 list_del(&page->lru);
749                 list_add(&page->lru,
750                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
751                 page += 1 << order;
752                 pages_moved += 1 << order;
753         }
754
755         return pages_moved;
756 }
757
758 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
759                                 int migratetype)
760 {
761         unsigned long start_pfn, end_pfn;
762         struct page *start_page, *end_page;
763
764         start_pfn = page_to_pfn(page);
765         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
766         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
767         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
768         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
769
770         /* Do not cross zone boundaries */
771         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
772                 start_page = page;
773         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
774                 return 0;
775
776         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
777 }
778
779 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
780 static inline struct page *
781 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
782 {
783         struct free_area * area;
784         int current_order;
785         struct page *page;
786         int migratetype, i;
787
788         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
789         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
790                                                 --current_order) {
791                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
792                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
793
794                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
795                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
796                                 continue;
797
798                         area = &(zone->free_area[current_order]);
799                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
800                                 continue;
801
802                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
803                                         struct page, lru);
804                         area->nr_free--;
805
806                         /*
807                          * If breaking a large block of pages, move all free
808                          * pages to the preferred allocation list. If falling
809                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
810                          * agressive about taking ownership of free pages
811                          */
812                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
813                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
814                                 unsigned long pages;
815                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
816                                                                 start_migratetype);
817
818                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
819                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
820                                         set_pageblock_migratetype(page,
821                                                                 start_migratetype);
822
823                                 migratetype = start_migratetype;
824                         }
825
826                         /* Remove the page from the freelists */
827                         list_del(&page->lru);
828                         rmv_page_order(page);
829                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
830                                                         -(1UL << order));
831
832                         if (current_order == pageblock_order)
833                                 set_pageblock_migratetype(page,
834                                                         start_migratetype);
835
836                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
837                         return page;
838                 }
839         }
840
841         return NULL;
842 }
843
844 /*
845  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
846  * Call me with the zone->lock already held.
847  */
848 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
849                                                 int migratetype)
850 {
851         struct page *page;
852
853 retry_reserve:
854         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
855
856         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
857                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
858
859                 /*
860                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
861                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
862                  * and we want just one call site
863                  */
864                 if (!page) {
865                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
866                         goto retry_reserve;
867                 }
868         }
869
870         return page;
871 }
872
873 /* 
874  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
875  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
876  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
877  */
878 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
879                         unsigned long count, struct list_head *list,
880                         int migratetype)
881 {
882         int i;
883         
884         spin_lock(&zone->lock);
885         for (i = 0; i < count; ++i) {
886                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
887                 if (unlikely(page == NULL))
888                         break;
889
890                 /*
891                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
892                  * in physical page order. The page is added to the callers and
893                  * list and the list head then moves forward. From the callers
894                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
895                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
896                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
897                  * properly.
898                  */
899                 list_add(&page->lru, list);
900                 set_page_private(page, migratetype);
901                 list = &page->lru;
902         }
903         spin_unlock(&zone->lock);
904         return i;
905 }
906
907 #ifdef CONFIG_NUMA
908 /*
909  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
910  * currently executing processor on remote nodes after they have
911  * expired.
912  *
913  * Note that this function must be called with the thread pinned to
914  * a single processor.
915  */
916 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
917 {
918         unsigned long flags;
919         int to_drain;
920
921         local_irq_save(flags);
922         if (pcp->count >= pcp->batch)
923                 to_drain = pcp->batch;
924         else
925                 to_drain = pcp->count;
926         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
927         pcp->count -= to_drain;
928         local_irq_restore(flags);
929 }
930 #endif
931
932 /*
933  * Drain pages of the indicated processor.
934  *
935  * The processor must either be the current processor and the
936  * thread pinned to the current processor or a processor that
937  * is not online.
938  */
939 static void drain_pages(unsigned int cpu)
940 {
941         unsigned long flags;
942         struct zone *zone;
943
944         for_each_populated_zone(zone) {
945                 struct per_cpu_pageset *pset;
946                 struct per_cpu_pages *pcp;
947
948                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
949
950                 pcp = &pset->pcp;
951                 local_irq_save(flags);
952                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
953                 pcp->count = 0;
954                 local_irq_restore(flags);
955         }
956 }
957
958 /*
959  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
960  */
961 void drain_local_pages(void *arg)
962 {
963         drain_pages(smp_processor_id());
964 }
965
966 /*
967  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
968  */
969 void drain_all_pages(void)
970 {
971         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
972 }
973
974 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
975
976 void mark_free_pages(struct zone *zone)
977 {
978         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
979         unsigned long flags;
980         int order, t;
981         struct list_head *curr;
982
983         if (!zone->spanned_pages)
984                 return;
985
986         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
987
988         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
989         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
990                 if (pfn_valid(pfn)) {
991                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
992
993                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
994                                 swsusp_unset_page_free(page);
995                 }
996
997         for_each_migratetype_order(order, t) {
998                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
999                         unsigned long i;
1000
1001                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1002                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1003                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1004                 }
1005         }
1006         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1007 }
1008 #endif /* CONFIG_PM */
1009
1010 /*
1011  * Free a 0-order page
1012  */
1013 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1014 {
1015         struct zone *zone = page_zone(page);
1016         struct per_cpu_pages *pcp;
1017         unsigned long flags;
1018         int clearMlocked = PageMlocked(page);
1019
1020         if (PageAnon(page))
1021                 page->mapping = NULL;
1022         if (free_pages_check(page))
1023                 return;
1024
1025         if (!PageHighMem(page)) {
1026                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1027                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1028         }
1029         arch_free_page(page, 0);
1030         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1031
1032         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
1033         local_irq_save(flags);
1034         if (unlikely(clearMlocked))
1035                 free_page_mlock(page);
1036         __count_vm_event(PGFREE);
1037
1038         if (cold)
1039                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
1040         else
1041                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
1042         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1043         pcp->count++;
1044         if (pcp->count >= pcp->high) {
1045                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1046                 pcp->count -= pcp->batch;
1047         }
1048         local_irq_restore(flags);
1049         put_cpu();
1050 }
1051
1052 void free_hot_page(struct page *page)
1053 {
1054         free_hot_cold_page(page, 0);
1055 }
1056         
1057 void free_cold_page(struct page *page)
1058 {
1059         free_hot_cold_page(page, 1);
1060 }
1061
1062 /*
1063  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1064  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1065  * Each sub-page must be freed individually.
1066  *
1067  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1068  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1069  */
1070 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1071 {
1072         int i;
1073
1074         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1075         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1076         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1077                 set_page_refcounted(page + i);
1078 }
1079
1080 /*
1081  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1082  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1083  * or two.
1084  */
1085 static inline
1086 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1087                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1088                         int migratetype)
1089 {
1090         unsigned long flags;
1091         struct page *page;
1092         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1093         int cpu;
1094
1095 again:
1096         cpu  = get_cpu();
1097         if (likely(order == 0)) {
1098                 struct per_cpu_pages *pcp;
1099
1100                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1101                 local_irq_save(flags);
1102                 if (!pcp->count) {
1103                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1104                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1105                         if (unlikely(!pcp->count))
1106                                 goto failed;
1107                 }
1108
1109                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1110                 if (cold) {
1111                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1112                                 if (page_private(page) == migratetype)
1113                                         break;
1114                 } else {
1115                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1116                                 if (page_private(page) == migratetype)
1117                                         break;
1118                 }
1119
1120                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1121                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1122                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1123                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1124                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1125                 }
1126
1127                 list_del(&page->lru);
1128                 pcp->count--;
1129         } else {
1130                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1131                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1132                 spin_unlock(&zone->lock);
1133                 if (!page)
1134                         goto failed;
1135         }
1136
1137         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1138         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1139         local_irq_restore(flags);
1140         put_cpu();
1141
1142         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1143         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1144                 goto again;
1145         return page;
1146
1147 failed:
1148         local_irq_restore(flags);
1149         put_cpu();
1150         return NULL;
1151 }
1152
1153 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1154 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1155 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1156 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1157 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1158 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1159 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1160
1161 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1162
1163 static struct fail_page_alloc_attr {
1164         struct fault_attr attr;
1165
1166         u32 ignore_gfp_highmem;
1167         u32 ignore_gfp_wait;
1168         u32 min_order;
1169
1170 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1171
1172         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1173         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1174         struct dentry *min_order_file;
1175
1176 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1177
1178 } fail_page_alloc = {
1179         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1180         .ignore_gfp_wait = 1,
1181         .ignore_gfp_highmem = 1,
1182         .min_order = 1,
1183 };
1184
1185 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1186 {
1187         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1188 }
1189 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1190
1191 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1192 {
1193         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1194                 return 0;
1195         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1196                 return 0;
1197         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1198                 return 0;
1199         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1200                 return 0;
1201
1202         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1203 }
1204
1205 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1206
1207 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1208 {
1209         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1210         struct dentry *dir;
1211         int err;
1212
1213         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1214                                        "fail_page_alloc");
1215         if (err)
1216                 return err;
1217         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1218
1219         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1220                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1221                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1222
1223         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1224                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1225                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1226         fail_page_alloc.min_order_file =
1227                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1228                                    &fail_page_alloc.min_order);
1229
1230         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1231             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1232             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1233                 err = -ENOMEM;
1234                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1235                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1236                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1237                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1238         }
1239
1240         return err;
1241 }
1242
1243 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1244
1245 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1246
1247 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1248
1249 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1250 {
1251         return 0;
1252 }
1253
1254 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1255
1256 /*
1257  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1258  * of the allocation.
1259  */
1260 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1261                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1262 {
1263         /* free_pages my go negative - that's OK */
1264         long min = mark;
1265         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1266         int o;
1267
1268         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1269                 min -= min / 2;
1270         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1271                 min -= min / 4;
1272
1273         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1274                 return 0;
1275         for (o = 0; o < order; o++) {
1276                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1277                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1278
1279                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1280                 min >>= 1;
1281
1282                 if (free_pages <= min)
1283                         return 0;
1284         }
1285         return 1;
1286 }
1287
1288 #ifdef CONFIG_NUMA
1289 /*
1290  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1291  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1292  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1293  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1294  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1295  *
1296  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1297  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1298  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1299  *
1300  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1301  * nothing and returns NULL.
1302  *
1303  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1304  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1305  *
1306  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1307  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1308  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1309  * quickly as we can.
1310  */
1311 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1312 {
1313         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1314         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1315
1316         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1317         if (!zlc)
1318                 return NULL;
1319
1320         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1321                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1322                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1323         }
1324
1325         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1326                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1327                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1328         return allowednodes;
1329 }
1330
1331 /*
1332  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1333  * if it is worth looking at further for free memory:
1334  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1335  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1336  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1337  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1338  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1339  * else return false (zero) if it is not.
1340  *
1341  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1342  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1343  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1344  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1345  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1346  * into the second scan of the zonelist.
1347  *
1348  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1349  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1350  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1351  * unturned looking for a free page.
1352  */
1353 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1354                                                 nodemask_t *allowednodes)
1355 {
1356         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1357         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1358         int n;                          /* node that zone *z is on */
1359
1360         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1361         if (!zlc)
1362                 return 1;
1363
1364         i = z - zonelist->_zonerefs;
1365         n = zlc->z_to_n[i];
1366
1367         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1368         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1369 }
1370
1371 /*
1372  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1373  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1374  * from that zone don't waste time re-examining it.
1375  */
1376 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1377 {
1378         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1379         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1380
1381         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1382         if (!zlc)
1383                 return;
1384
1385         i = z - zonelist->_zonerefs;
1386
1387         set_bit(i, zlc->fullzones);
1388 }
1389
1390 #else   /* CONFIG_NUMA */
1391
1392 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1393 {
1394         return NULL;
1395 }
1396
1397 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1398                                 nodemask_t *allowednodes)
1399 {
1400         return 1;
1401 }
1402
1403 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1404 {
1405 }
1406 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1407
1408 /*
1409  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1410  * a page.
1411  */
1412 static struct page *
1413 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1414                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1415                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1416 {
1417         struct zoneref *z;
1418         struct page *page = NULL;
1419         int classzone_idx;
1420         struct zone *zone;
1421         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1422         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1423         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1424
1425         if (WARN_ON_ONCE(order >= MAX_ORDER))
1426                 return NULL;
1427
1428         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1429 zonelist_scan:
1430         /*
1431          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1432          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1433          */
1434         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1435                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1436                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1437                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1438                                 continue;
1439                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1440                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1441                                 goto try_next_zone;
1442
1443                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1444                         unsigned long mark;
1445                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1446                                 mark = zone->pages_min;
1447                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1448                                 mark = zone->pages_low;
1449                         else
1450                                 mark = zone->pages_high;
1451                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1452                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1453                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1454                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1455                                         goto this_zone_full;
1456                         }
1457                 }
1458
1459                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1460                                                 gfp_mask, migratetype);
1461                 if (page)
1462                         break;
1463 this_zone_full:
1464                 if (NUMA_BUILD)
1465                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1466 try_next_zone:
1467                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1468                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1469                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1470                         zlc_active = 1;
1471                         did_zlc_setup = 1;
1472                 }
1473         }
1474
1475         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1476                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1477                 zlc_active = 0;
1478                 goto zonelist_scan;
1479         }
1480         return page;
1481 }
1482
1483 static inline int
1484 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1485                                 unsigned long pages_reclaimed)
1486 {
1487         /* Do not loop if specifically requested */
1488         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1489                 return 0;
1490
1491         /*
1492          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1493          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1494          * implementations.
1495          */
1496         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1497                 return 1;
1498
1499         /*
1500          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1501          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1502          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1503          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1504          * allocation still fails, we stop retrying.
1505          */
1506         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1507                 return 1;
1508
1509         /*
1510          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1511          * explicitly requests that.
1512          */
1513         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1514                 return 1;
1515
1516         return 0;
1517 }
1518
1519 static inline struct page *
1520 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1521         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1522         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1523         int migratetype)
1524 {
1525         struct page *page;
1526
1527         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1528         if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1529                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1530                 return NULL;
1531         }
1532
1533         /*
1534          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1535          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1536          * we're still under heavy pressure.
1537          */
1538         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1539                 order, zonelist, high_zoneidx,
1540                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1541                 preferred_zone, migratetype);
1542         if (page)
1543                 goto out;
1544
1545         /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1546         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1547                 goto out;
1548
1549         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1550         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1551
1552 out:
1553         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1554         return page;
1555 }
1556
1557 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1558 static inline struct page *
1559 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1560         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1561         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1562         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
1563 {
1564         struct page *page = NULL;
1565         struct reclaim_state reclaim_state;
1566         struct task_struct *p = current;
1567
1568         cond_resched();
1569
1570         /* We now go into synchronous reclaim */
1571         cpuset_memory_pressure_bump();
1572
1573         /*
1574          * The task's cpuset might have expanded its set of allowable nodes
1575          */
1576         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1577         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1578         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1579         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1580
1581         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1582
1583         p->reclaim_state = NULL;
1584         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1585         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1586
1587         cond_resched();
1588
1589         if (order != 0)
1590                 drain_all_pages();
1591
1592         if (likely(*did_some_progress))
1593                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1594                                         zonelist, high_zoneidx,
1595                                         alloc_flags, preferred_zone,
1596                                         migratetype);
1597         return page;
1598 }
1599
1600 /*
1601  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
1602  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
1603  */
1604 static inline struct page *
1605 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1606         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1607         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1608         int migratetype)
1609 {
1610         struct page *page;
1611
1612         do {
1613                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1614                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
1615                         preferred_zone, migratetype);
1616
1617                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1618                         congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1619         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
1620
1621         return page;
1622 }
1623
1624 static inline
1625 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
1626                                                 enum zone_type high_zoneidx)
1627 {
1628         struct zoneref *z;
1629         struct zone *zone;
1630
1631         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1632                 wakeup_kswapd(zone, order);
1633 }
1634
1635 static inline int
1636 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
1637 {
1638         struct task_struct *p = current;
1639         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
1640         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1641
1642         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
1643         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != ALLOC_HIGH);
1644
1645         /*
1646          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1647          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1648          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1649          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1650          */
1651         alloc_flags |= (gfp_mask & __GFP_HIGH);
1652
1653         if (!wait) {
1654                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1655                 /*
1656                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1657                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1658                  */
1659                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
1660         } else if (unlikely(rt_task(p)))
1661                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1662
1663         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
1664                 if (!in_interrupt() &&
1665                     ((p->flags & PF_MEMALLOC) ||
1666                      unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
1667                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
1668         }
1669
1670         return alloc_flags;
1671 }
1672
1673 static inline struct page *
1674 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1675         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1676         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1677         int migratetype)
1678 {
1679         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1680         struct page *page = NULL;
1681         int alloc_flags;
1682         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1683         unsigned long did_some_progress;
1684         struct task_struct *p = current;
1685
1686         /*
1687          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1688          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1689          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1690          * using a larger set of nodes after it has established that the
1691          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1692          * over allocated.
1693          */
1694         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1695                 goto nopage;
1696
1697         wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx);
1698
1699         /*
1700          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1701          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1702          * to how we want to proceed.
1703          */
1704         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
1705
1706 restart:
1707         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
1708         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1709                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
1710                         preferred_zone, migratetype);
1711         if (page)
1712                 goto got_pg;
1713
1714 rebalance:
1715         /* Allocate without watermarks if the context allows */
1716         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
1717                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
1718                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1719                                 preferred_zone, migratetype);
1720                 if (page)
1721                         goto got_pg;
1722         }
1723
1724         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1725         if (!wait)
1726                 goto nopage;
1727
1728         /* Avoid recursion of direct reclaim */
1729         if (p->flags & PF_MEMALLOC)
1730                 goto nopage;
1731
1732         /* Try direct reclaim and then allocating */
1733         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
1734                                         zonelist, high_zoneidx,
1735                                         nodemask,
1736                                         alloc_flags, preferred_zone,
1737                                         migratetype, &did_some_progress);
1738         if (page)
1739                 goto got_pg;
1740
1741         /*
1742          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
1743          * running out of options and have to consider going OOM
1744          */
1745         if (!did_some_progress) {
1746                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1747                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
1748                                         zonelist, high_zoneidx,
1749                                         nodemask, preferred_zone,
1750                                         migratetype);
1751                         if (page)
1752                                 goto got_pg;
1753
1754                         /*
1755                          * The OOM killer does not trigger for high-order allocations
1756                          * but if no progress is being made, there are no other
1757                          * options and retrying is unlikely to help
1758                          */
1759                         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1760                                 goto nopage;
1761
1762                         goto restart;
1763                 }
1764         }
1765
1766         /* Check if we should retry the allocation */
1767         pages_reclaimed += did_some_progress;
1768         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
1769                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
1770                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1771                 goto rebalance;
1772         }
1773
1774 nopage:
1775         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1776                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1777                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1778                         p->comm, order, gfp_mask);
1779                 dump_stack();
1780                 show_mem();
1781         }
1782 got_pg:
1783         return page;
1784
1785 }
1786
1787 /*
1788  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1789  */
1790 struct page *
1791 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1792                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1793 {
1794         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1795         struct zone *preferred_zone;
1796         struct page *page;
1797         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
1798
1799         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
1800
1801         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
1802
1803         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1804                 return NULL;
1805
1806         /*
1807          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
1808          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
1809          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
1810          */
1811         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
1812                 return NULL;
1813
1814         /* The preferred zone is used for statistics later */
1815         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask, &preferred_zone);
1816         if (!preferred_zone)
1817                 return NULL;
1818
1819         /* First allocation attempt */
1820         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1821                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
1822                         preferred_zone, migratetype);
1823         if (unlikely(!page))
1824                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
1825                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1826                                 preferred_zone, migratetype);
1827
1828         return page;
1829 }
1830 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
1831
1832 /*
1833  * Common helper functions.
1834  */
1835 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1836 {
1837         struct page * page;
1838         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1839         if (!page)
1840                 return 0;
1841         return (unsigned long) page_address(page);
1842 }
1843
1844 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1845
1846 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1847 {
1848         struct page * page;
1849
1850         /*
1851          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1852          * a highmem page
1853          */
1854         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1855
1856         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1857         if (page)
1858                 return (unsigned long) page_address(page);
1859         return 0;
1860 }
1861
1862 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1863
1864 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1865 {
1866         int i = pagevec_count(pvec);
1867
1868         while (--i >= 0)
1869                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1870 }
1871
1872 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1873 {
1874         if (put_page_testzero(page)) {
1875                 if (order == 0)
1876                         free_hot_page(page);
1877                 else
1878                         __free_pages_ok(page, order);
1879         }
1880 }
1881
1882 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1883
1884 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1885 {
1886         if (addr != 0) {
1887                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1888                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1889         }
1890 }
1891
1892 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1893
1894 /**
1895  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1896  * @size: the number of bytes to allocate
1897  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1898  *
1899  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1900  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1901  * allocate memory in power-of-two pages.
1902  *
1903  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1904  *
1905  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1906  */
1907 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1908 {
1909         unsigned int order = get_order(size);
1910         unsigned long addr;
1911
1912         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1913         if (addr) {
1914                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1915                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1916
1917                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1918                 while (used < alloc_end) {
1919                         free_page(used);
1920                         used += PAGE_SIZE;
1921                 }
1922         }
1923
1924         return (void *)addr;
1925 }
1926 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1927
1928 /**
1929  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1930  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1931  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1932  *
1933  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1934  */
1935 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1936 {
1937         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1938         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1939
1940         while (addr < end) {
1941                 free_page(addr);
1942                 addr += PAGE_SIZE;
1943         }
1944 }
1945 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1946
1947 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1948 {
1949         struct zoneref *z;
1950         struct zone *zone;
1951
1952         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1953         unsigned int sum = 0;
1954
1955         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1956
1957         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1958                 unsigned long size = zone->present_pages;
1959                 unsigned long high = zone->pages_high;
1960                 if (size > high)
1961                         sum += size - high;
1962         }
1963
1964         return sum;
1965 }
1966
1967 /*
1968  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1969  */
1970 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1971 {
1972         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1973 }
1974 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1975
1976 /*
1977  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1978  */
1979 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1980 {
1981         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1982 }
1983
1984 static inline void show_node(struct zone *zone)
1985 {
1986         if (NUMA_BUILD)
1987                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1988 }
1989
1990 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1991 {
1992         val->totalram = totalram_pages;
1993         val->sharedram = 0;
1994         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1995         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1996         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1997         val->freehigh = nr_free_highpages();
1998         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1999 }
2000
2001 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2002
2003 #ifdef CONFIG_NUMA
2004 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2005 {
2006         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2007
2008         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2009         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2010 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2011         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2012         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2013                         NR_FREE_PAGES);
2014 #else
2015         val->totalhigh = 0;
2016         val->freehigh = 0;
2017 #endif
2018         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2019 }
2020 #endif
2021
2022 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2023
2024 /*
2025  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2026  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2027  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2028  */
2029 void show_free_areas(void)
2030 {
2031         int cpu;
2032         struct zone *zone;
2033
2034         for_each_populated_zone(zone) {
2035                 show_node(zone);
2036                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2037
2038                 for_each_online_cpu(cpu) {
2039                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2040
2041                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
2042
2043                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2044                                cpu, pageset->pcp.high,
2045                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2046                 }
2047         }
2048
2049         printk("Active_anon:%lu active_file:%lu inactive_anon:%lu\n"
2050                 " inactive_file:%lu"
2051 //TODO:  check/adjust line lengths
2052 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2053                 " unevictable:%lu"
2054 #endif
2055                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2056                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2057                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2058                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2059                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2060                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2061 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2062                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2063 #endif
2064                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2065                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2066                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2067                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2068                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
2069                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2070                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2071                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2072                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2073
2074         for_each_populated_zone(zone) {
2075                 int i;
2076
2077                 show_node(zone);
2078                 printk("%s"
2079                         " free:%lukB"
2080                         " min:%lukB"
2081                         " low:%lukB"
2082                         " high:%lukB"
2083                         " active_anon:%lukB"
2084                         " inactive_anon:%lukB"
2085                         " active_file:%lukB"
2086                         " inactive_file:%lukB"
2087 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2088                         " unevictable:%lukB"
2089 #endif
2090                         " present:%lukB"
2091                         " pages_scanned:%lu"
2092                         " all_unreclaimable? %s"
2093                         "\n",
2094                         zone->name,
2095                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2096                         K(zone->pages_min),
2097                         K(zone->pages_low),
2098                         K(zone->pages_high),
2099                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2100                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2101                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2102                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2103 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2104                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2105 #endif
2106                         K(zone->present_pages),
2107                         zone->pages_scanned,
2108                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
2109                         );
2110                 printk("lowmem_reserve[]:");
2111                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2112                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2113                 printk("\n");
2114         }
2115
2116         for_each_populated_zone(zone) {
2117                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2118
2119                 show_node(zone);
2120                 printk("%s: ", zone->name);
2121
2122                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2123                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2124                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2125                         total += nr[order] << order;
2126                 }
2127                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2128                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2129                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2130                 printk("= %lukB\n", K(total));
2131         }
2132
2133         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2134
2135         show_swap_cache_info();
2136 }
2137
2138 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2139 {
2140         zoneref->zone = zone;
2141         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2142 }
2143
2144 /*
2145  * Builds allocation fallback zone lists.
2146  *
2147  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2148  */
2149 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2150                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2151 {
2152         struct zone *zone;
2153
2154         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2155         zone_type++;
2156
2157         do {
2158                 zone_type--;
2159                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2160                 if (populated_zone(zone)) {
2161                         zoneref_set_zone(zone,
2162                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2163                         check_highest_zone(zone_type);
2164                 }
2165
2166         } while (zone_type);
2167         return nr_zones;
2168 }
2169
2170
2171 /*
2172  *  zonelist_order:
2173  *  0 = automatic detection of better ordering.
2174  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2175  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2176  *
2177  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2178  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2179  */
2180 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2181 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2182 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2183
2184 /* zonelist order in the kernel.
2185  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2186  */
2187 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2188 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2189
2190
2191 #ifdef CONFIG_NUMA
2192 /* The value user specified ....changed by config */
2193 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2194 /* string for sysctl */
2195 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2196 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2197
2198 /*
2199  * interface for configure zonelist ordering.
2200  * command line option "numa_zonelist_order"
2201  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2202  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2203  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2204  */
2205
2206 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2207 {
2208         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2209                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2210         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2211                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2212         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2213                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2214         } else {
2215                 printk(KERN_WARNING
2216                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2217                         "%s\n", s);
2218                 return -EINVAL;
2219         }
2220         return 0;
2221 }
2222
2223 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2224 {
2225         if (s)
2226                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2227         return 0;
2228 }
2229 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2230
2231 /*
2232  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2233  */
2234 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2235                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2236                 loff_t *ppos)
2237 {
2238         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2239         int ret;
2240
2241         if (write)
2242                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2243                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2244         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2245         if (ret)
2246                 return ret;
2247         if (write) {
2248                 int oldval = user_zonelist_order;
2249                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2250                         /*
2251                          * bogus value.  restore saved string
2252                          */
2253                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2254                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2255                         user_zonelist_order = oldval;
2256                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2257                         build_all_zonelists();
2258         }
2259         return 0;
2260 }
2261
2262
2263 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2264 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2265
2266 /**
2267  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2268  * @node: node whose fallback list we're appending
2269  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2270  *
2271  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2272  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2273  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2274  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2275  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2276  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2277  * on them otherwise.
2278  * It returns -1 if no node is found.
2279  */
2280 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2281 {
2282         int n, val;
2283         int min_val = INT_MAX;
2284         int best_node = -1;
2285         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2286
2287         /* Use the local node if we haven't already */
2288         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2289                 node_set(node, *used_node_mask);
2290                 return node;
2291         }
2292
2293         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2294
2295                 /* Don't want a node to appear more than once */
2296                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2297                         continue;
2298
2299                 /* Use the distance array to find the distance */
2300                 val = node_distance(node, n);
2301
2302                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2303                 val += (n < node);
2304
2305                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2306                 tmp = cpumask_of_node(n);
2307                 if (!cpumask_empty(tmp))
2308                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2309
2310                 /* Slight preference for less loaded node */
2311                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2312                 val += node_load[n];
2313
2314                 if (val < min_val) {
2315                         min_val = val;
2316                         best_node = n;
2317                 }
2318         }
2319
2320         if (best_node >= 0)
2321                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2322
2323         return best_node;
2324 }
2325
2326
2327 /*
2328  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2329  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2330  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2331  */
2332 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2333 {
2334         int j;
2335         struct zonelist *zonelist;
2336
2337         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2338         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2339                 ;
2340         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2341                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2342         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2343         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2344 }
2345
2346 /*
2347  * Build gfp_thisnode zonelists
2348  */
2349 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2350 {
2351         int j;
2352         struct zonelist *zonelist;
2353
2354         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2355         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2356         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2357         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2358 }
2359
2360 /*
2361  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2362  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2363  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2364  * may still exist in local DMA zone.
2365  */
2366 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2367
2368 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2369 {
2370         int pos, j, node;
2371         int zone_type;          /* needs to be signed */
2372         struct zone *z;
2373         struct zonelist *zonelist;
2374
2375         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2376         pos = 0;
2377         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2378                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2379                         node = node_order[j];
2380                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2381                         if (populated_zone(z)) {
2382                                 zoneref_set_zone(z,
2383                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2384                                 check_highest_zone(zone_type);
2385                         }
2386                 }
2387         }
2388         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2389         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2390 }
2391
2392 static int default_zonelist_order(void)
2393 {
2394         int nid, zone_type;
2395         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2396         struct zone *z;
2397         int average_size;
2398         /*
2399          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2400          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2401          * into OOM very easily.
2402          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2403          */
2404         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2405         low_kmem_size = 0;
2406         total_size = 0;
2407         for_each_online_node(nid) {
2408                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2409                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2410                         if (populated_zone(z)) {
2411                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2412                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2413                                 total_size += z->present_pages;
2414                         }
2415                 }
2416         }
2417         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2418             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2419                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2420         /*
2421          * look into each node's config.
2422          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2423          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2424          */
2425         average_size = total_size /
2426                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2427         for_each_online_node(nid) {
2428                 low_kmem_size = 0;
2429                 total_size = 0;
2430                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2431                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2432                         if (populated_zone(z)) {
2433                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2434                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2435                                 total_size += z->present_pages;
2436                         }
2437                 }
2438                 if (low_kmem_size &&
2439                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2440                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2441                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2442         }
2443         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2444 }
2445
2446 static void set_zonelist_order(void)
2447 {
2448         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2449                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2450         else
2451                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2452 }
2453
2454 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2455 {
2456         int j, node, load;
2457         enum zone_type i;
2458         nodemask_t used_mask;
2459         int local_node, prev_node;
2460         struct zonelist *zonelist;
2461         int order = current_zonelist_order;
2462
2463         /* initialize zonelists */
2464         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2465                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2466                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2467                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2468         }
2469
2470         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2471         local_node = pgdat->node_id;
2472         load = num_online_nodes();
2473         prev_node = local_node;
2474         nodes_clear(used_mask);
2475
2476         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2477         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2478         j = 0;
2479
2480         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2481                 int distance = node_distance(local_node, node);
2482
2483                 /*
2484                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2485                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2486                  */
2487                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2488                         zone_reclaim_mode = 1;
2489
2490                 /*
2491                  * We don't want to pressure a particular node.
2492                  * So adding penalty to the first node in same
2493                  * distance group to make it round-robin.
2494                  */
2495                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2496                         node_load[node] = load;
2497
2498                 prev_node = node;
2499                 load--;
2500                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2501                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2502                 else
2503                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2504         }
2505
2506         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2507                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2508                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2509         }
2510
2511         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2512 }
2513
2514 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2515 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2516 {
2517         struct zonelist *zonelist;
2518         struct zonelist_cache *zlc;
2519         struct zoneref *z;
2520
2521         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2522         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2523         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2524         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2525                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2526 }
2527
2528
2529 #else   /* CONFIG_NUMA */
2530
2531 static void set_zonelist_order(void)
2532 {
2533         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2534 }
2535
2536 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2537 {
2538         int node, local_node;
2539         enum zone_type j;
2540         struct zonelist *zonelist;
2541
2542         local_node = pgdat->node_id;
2543
2544         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2545         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2546
2547         /*
2548          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2549          * of all the other nodes.
2550          * We don't want to pressure a particular node, so when
2551          * building the zones for node N, we make sure that the
2552          * zones coming right after the local ones are those from
2553          * node N+1 (modulo N)
2554          */
2555         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2556                 if (!node_online(node))
2557                         continue;
2558                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2559                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2560         }
2561         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2562                 if (!node_online(node))
2563                         continue;
2564                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2565                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2566         }
2567
2568         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2569         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2570 }
2571
2572 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2573 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2574 {
2575         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2576 }
2577
2578 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2579
2580 /* return values int ....just for stop_machine() */
2581 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2582 {
2583         int nid;
2584
2585         for_each_online_node(nid) {
2586                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2587
2588                 build_zonelists(pgdat);
2589                 build_zonelist_cache(pgdat);
2590         }
2591         return 0;
2592 }
2593
2594 void build_all_zonelists(void)
2595 {
2596         set_zonelist_order();
2597
2598         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2599                 __build_all_zonelists(NULL);
2600                 mminit_verify_zonelist();
2601                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2602         } else {
2603                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2604                    of zonelist */
2605                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2606                 /* cpuset refresh routine should be here */
2607         }
2608         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2609         /*
2610          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2611          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2612          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2613          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2614          * disabled and enable it later
2615          */
2616         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2617                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2618         else
2619                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2620
2621         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2622                 "Total pages: %ld\n",
2623                         num_online_nodes(),
2624                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2625                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2626                         vm_total_pages);
2627 #ifdef CONFIG_NUMA
2628         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2629 #endif
2630 }
2631
2632 /*
2633  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2634  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2635  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2636  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2637  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2638  * conservative, even though it seems large.
2639  *
2640  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2641  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2642  */
2643 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2644
2645 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2646 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2647 {
2648         unsigned long size = 1;
2649
2650         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2651
2652         while (size < pages)
2653                 size <<= 1;
2654
2655         /*
2656          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2657          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2658          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2659          */
2660         size = min(size, 4096UL);
2661
2662         return max(size, 4UL);
2663 }
2664 #else
2665 /*
2666  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2667  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2668  *
2669  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2670  *
2671  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2672  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2673  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2674  *
2675  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2676  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2677  *
2678  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2679  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2680  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2681  */
2682 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2683 {
2684         return 4096UL;
2685 }
2686 #endif
2687
2688 /*
2689  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2690  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2691  * hash function before the remainder is taken.
2692  */
2693 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2694 {
2695         return ffz(~size);
2696 }
2697
2698 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2699
2700 /*
2701  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2702  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2703  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2704  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2705  * blocks as reclaim kicks in
2706  */
2707 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2708 {
2709         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2710         struct page *page;
2711         unsigned long reserve, block_migratetype;
2712
2713         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2714         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2715         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2716         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2717                                                         pageblock_order;
2718
2719         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2720                 if (!pfn_valid(pfn))
2721                         continue;
2722                 page = pfn_to_page(pfn);
2723
2724                 /* Watch out for overlapping nodes */
2725                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2726                         continue;
2727
2728                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2729                 if (PageReserved(page))
2730                         continue;
2731
2732                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2733
2734                 /* If this block is reserved, account for it */
2735                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2736                         reserve--;
2737                         continue;
2738                 }
2739
2740                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2741                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2742                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2743                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2744                         reserve--;
2745                         continue;
2746                 }
2747
2748                 /*
2749                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2750                  * take it back
2751                  */
2752                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2753                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2754                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2755                 }
2756         }
2757 }
2758
2759 /*
2760  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2761  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2762  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2763  */
2764 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2765                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2766 {
2767         struct page *page;
2768         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2769         unsigned long pfn;
2770         struct zone *z;
2771
2772         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
2773                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
2774
2775         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2776         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2777                 /*
2778                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2779                  * handed to this function.  They do not
2780                  * exist on hotplugged memory.
2781                  */
2782                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2783                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2784                                 continue;
2785                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2786                                 continue;
2787                 }
2788                 page = pfn_to_page(pfn);
2789                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2790                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2791                 init_page_count(page);
2792                 reset_page_mapcount(page);
2793                 SetPageReserved(page);
2794                 /*
2795                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2796                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2797                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2798                  * the address space during boot when many long-lived
2799                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2800                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2801                  * setup_zone_migrate_reserve()
2802                  *
2803                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2804                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2805                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2806                  * pfn out of zone.
2807                  */
2808                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2809                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2810                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2811                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2812
2813                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2814 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2815                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2816                 if (!is_highmem_idx(zone))
2817                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2818 #endif
2819         }
2820 }
2821
2822 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2823 {
2824         int order, t;
2825         for_each_migratetype_order(order, t) {
2826                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2827                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2828         }
2829 }
2830
2831 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2832 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2833         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2834 #endif
2835
2836 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2837 {
2838 #ifdef CONFIG_MMU
2839         int batch;
2840
2841         /*
2842          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2843          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2844          *
2845          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2846          */
2847         batch = zone->present_pages / 1024;
2848         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2849                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2850         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2851         if (batch < 1)
2852                 batch = 1;
2853
2854         /*
2855          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2856          * of 2 value was found to be more likely to have
2857          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2858          *
2859          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2860          * batches of pages, one task can end up with a lot
2861          * of pages of one half of the possible page colors
2862          * and the other with pages of the other colors.
2863          */
2864         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
2865
2866         return batch;
2867
2868 #else
2869         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
2870          * conditions.
2871          *
2872          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
2873          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
2874          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
2875          *
2876          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
2877          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
2878          * can be a significant delay between the individual batches being
2879          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
2880          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
2881          */
2882         return 0;
2883 #endif
2884 }
2885
2886 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2887 {
2888         struct per_cpu_pages *pcp;
2889
2890         memset(p, 0, sizeof(*p));
2891
2892         pcp = &p->pcp;
2893         pcp->count = 0;
2894         pcp->high = 6 * batch;
2895         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2896         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2897 }
2898
2899 /*
2900  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2901  * to the value high for the pageset p.
2902  */
2903
2904 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2905                                 unsigned long high)
2906 {
2907         struct per_cpu_pages *pcp;
2908
2909         pcp = &p->pcp;
2910         pcp->high = high;
2911         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2912         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2913                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2914 }
2915
2916
2917 #ifdef CONFIG_NUMA
2918 /*
2919  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2920  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2921  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2922  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2923  * with interrupts disabled.
2924  *
2925  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2926  *
2927  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2928  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2929  * hotplugged processors.
2930  *
2931  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2932  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2933  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2934  */
2935 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2936
2937 /*
2938  * Dynamically allocate memory for the
2939  * per cpu pageset array in struct zone.
2940  */
2941 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2942 {
2943         struct zone *zone, *dzone;
2944         int node = cpu_to_node(cpu);
2945
2946         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2947
2948         for_each_populated_zone(zone) {
2949                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2950                                          GFP_KERNEL, node);
2951                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2952                         goto bad;
2953
2954                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2955
2956                 if (percpu_pagelist_fraction)
2957                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2958                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2959         }
2960
2961         return 0;
2962 bad:
2963         for_each_zone(dzone) {
2964                 if (!populated_zone(dzone))
2965                         continue;
2966                 if (dzone == zone)
2967                         break;
2968                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2969                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2970         }
2971         return -ENOMEM;
2972 }
2973
2974 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2975 {
2976         struct zone *zone;
2977
2978         for_each_zone(zone) {
2979                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2980
2981                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2982                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2983                         kfree(pset);
2984                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2985         }
2986 }
2987
2988 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2989                 unsigned long action,
2990                 void *hcpu)
2991 {
2992         int cpu = (long)hcpu;
2993         int ret = NOTIFY_OK;
2994
2995         switch (action) {
2996         case CPU_UP_PREPARE:
2997         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2998                 if (process_zones(cpu))
2999                         ret = NOTIFY_BAD;
3000                 break;
3001         case CPU_UP_CANCELED:
3002         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3003         case CPU_DEAD:
3004         case CPU_DEAD_FROZEN:
3005                 free_zone_pagesets(cpu);
3006                 break;
3007         default:
3008                 break;
3009         }
3010         return ret;
3011 }
3012
3013 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
3014         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
3015
3016 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
3017 {
3018         int err;
3019
3020         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
3021          * A cpuup callback will do this for every cpu
3022          * as it comes online
3023          */
3024         err = process_zones(smp_processor_id());
3025         BUG_ON(err);
3026         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
3027 }
3028
3029 #endif
3030
3031 static noinline __init_refok
3032 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3033 {
3034         int i;
3035         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3036         size_t alloc_size;
3037
3038         /*
3039          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3040          * per zone.
3041          */
3042         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3043                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3044         zone->wait_table_bits =
3045                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3046         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3047                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3048
3049         if (!slab_is_available()) {
3050                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3051                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
3052         } else {
3053                 /*
3054                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3055                  * via memory hot-add.
3056                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3057                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3058                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3059                  * node itself as well.
3060                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3061                  * necessary.
3062                  */
3063                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3064         }
3065         if (!zone->wait_table)
3066                 return -ENOMEM;
3067
3068         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3069                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3070
3071         return 0;
3072 }
3073
3074 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3075 {
3076         int cpu;
3077         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
3078
3079         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
3080 #ifdef CONFIG_NUMA
3081                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
3082                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
3083                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
3084 #else
3085                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
3086 #endif
3087         }
3088         if (zone->present_pages)
3089                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
3090                         zone->name, zone->present_pages, batch);
3091 }
3092
3093 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3094                                         unsigned long zone_start_pfn,
3095                                         unsigned long size,
3096                                         enum memmap_context context)
3097 {
3098         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3099         int ret;
3100         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3101         if (ret)
3102                 return ret;
3103         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3104
3105         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3106
3107         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3108                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3109                         pgdat->node_id,
3110                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3111                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3112
3113         zone_init_free_lists(zone);
3114
3115         return 0;
3116 }
3117
3118 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3119 /*
3120  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3121  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3122  */
3123 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3124 {
3125         int i;
3126
3127         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3128                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3129                         return i;
3130
3131         return -1;
3132 }
3133
3134 /*
3135  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3136  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3137  */
3138 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3139 {
3140         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3141                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3142                         return index;
3143
3144         return -1;
3145 }
3146
3147 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3148 /*
3149  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3150  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3151  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3152  * alternative
3153  */
3154 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3155 {
3156         int i;
3157
3158         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3159                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3160                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3161
3162                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3163                         return early_node_map[i].nid;
3164         }
3165         /* This is a memory hole */
3166         return -1;
3167 }
3168 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3169
3170 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3171 {
3172         int nid;
3173
3174         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3175         if (nid >= 0)
3176                 return nid;
3177         /* just returns 0 */
3178         return 0;
3179 }
3180
3181 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3182 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3183 {
3184         int nid;
3185
3186         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3187         if (nid >= 0 && nid != node)
3188                 return false;
3189         return true;
3190 }
3191 #endif
3192
3193 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3194 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3195         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3196                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3197
3198 /**
3199  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3200  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3201  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3202  *
3203  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3204  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3205  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3206  */
3207 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3208                                                 unsigned long max_low_pfn)
3209 {
3210         int i;
3211
3212         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3213                 unsigned long size_pages = 0;
3214                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3215
3216                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3217                         continue;
3218
3219                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3220                         end_pfn = max_low_pfn;
3221
3222                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3223                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3224                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3225                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3226         }
3227 }
3228
3229 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3230 {
3231         int i;
3232         int ret;
3233
3234         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3235                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3236                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3237                 if (ret)
3238                         break;
3239         }
3240 }
3241 /**
3242  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3243  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3244  *
3245  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3246  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3247  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3248  */
3249 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3250 {
3251         int i;
3252
3253         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3254                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3255                                 early_node_map[i].start_pfn,
3256                                 early_node_map[i].end_pfn);
3257 }
3258
3259 /**
3260  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3261  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3262  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3263  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3264  *
3265  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3266  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3267  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3268  * PFNs will be 0.
3269  */
3270 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3271                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3272 {
3273         int i;
3274         *start_pfn = -1UL;
3275         *end_pfn = 0;
3276
3277         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3278                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3279                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3280         }
3281
3282         if (*start_pfn == -1UL)
3283                 *start_pfn = 0;
3284 }
3285
3286 /*
3287  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3288  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3289  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3290  */
3291 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3292 {
3293         int zone_index;
3294         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3295                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3296                         continue;
3297
3298                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3299                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3300                         break;
3301         }
3302
3303         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3304         movable_zone = zone_index;
3305 }
3306
3307 /*
3308  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3309  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3310  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3311  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3312  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3313  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3314  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3315  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3316  */
3317 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3318                                         unsigned long zone_type,
3319                                         unsigned long node_start_pfn,
3320                                         unsigned long node_end_pfn,
3321                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3322                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3323 {
3324         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3325         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3326                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3327                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3328                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3329                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3330                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3331
3332                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3333                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3334                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3335                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3336
3337                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3338                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3339                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3340         }
3341 }
3342
3343 /*
3344  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3345  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3346  */
3347 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3348                                         unsigned long zone_type,
3349                                         unsigned long *ignored)
3350 {
3351         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3352         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3353
3354         /* Get the start and end of the node and zone */
3355         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3356         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3357         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3358         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3359                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3360                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3361
3362         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3363         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3364                 return 0;
3365
3366         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3367         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3368         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3369
3370         /* Return the spanned pages */
3371         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3372 }
3373
3374 /*
3375  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3376  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3377  */
3378 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3379                                 unsigned long range_start_pfn,
3380                                 unsigned long range_end_pfn)
3381 {
3382         int i = 0;
3383         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3384         unsigned long start_pfn;
3385
3386         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3387         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3388         if (i == -1)
3389                 return 0;
3390
3391         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3392
3393         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3394         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3395                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3396
3397         /* Find all holes for the zone within the node */
3398         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3399
3400                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3401                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3402                         break;
3403
3404                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3405                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3406                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3407
3408                 /* Update the hole size cound and move on */
3409                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3410                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3411                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3412                 }
3413                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3414         }
3415
3416         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3417         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3418                 hole_pages += range_end_pfn -
3419                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3420
3421         return hole_pages;
3422 }
3423
3424 /**
3425  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3426  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3427  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3428  *
3429  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3430  */
3431 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3432                                                         unsigned long end_pfn)
3433 {
3434         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3435 }
3436
3437 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3438 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3439                                         unsigned long zone_type,
3440                                         unsigned long *ignored)
3441 {
3442         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3443         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3444
3445         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3446         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3447                                                         node_start_pfn);
3448         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3449                                                         node_end_pfn);
3450
3451         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3452                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3453                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3454         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3455 }
3456
3457 #else
3458 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3459                                         unsigned long zone_type,
3460                                         unsigned long *zones_size)
3461 {
3462         return zones_size[zone_type];
3463 }
3464
3465 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3466                                                 unsigned long zone_type,
3467                                                 unsigned long *zholes_size)
3468 {
3469         if (!zholes_size)
3470                 return 0;
3471
3472         return zholes_size[zone_type];
3473 }
3474
3475 #endif
3476
3477 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3478                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3479 {
3480         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3481         enum zone_type i;
3482
3483         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3484                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3485                                                                 zones_size);
3486         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3487
3488         realtotalpages = totalpages;
3489         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3490                 realtotalpages -=
3491                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3492                                                                 zholes_size);
3493         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3494         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3495                                                         realtotalpages);
3496 }
3497
3498 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3499 /*
3500  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3501  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3502  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3503  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3504  * bytes.
3505  */
3506 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3507 {
3508         unsigned long usemapsize;
3509
3510         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3511         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3512         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3513         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3514
3515         return usemapsize / 8;
3516 }
3517
3518 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3519                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3520 {
3521         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3522         zone->pageblock_flags = NULL;
3523         if (usemapsize)
3524                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3525 }
3526 #else
3527 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3528                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3529 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3530
3531 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3532
3533 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3534 static inline int pageblock_default_order(void)
3535 {
3536         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3537                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3538
3539         return MAX_ORDER-1;
3540 }
3541
3542 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3543 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3544 {
3545         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3546         if (pageblock_order)
3547                 return;
3548
3549         /*
3550          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3551          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3552          */
3553         pageblock_order = order;
3554 }
3555 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3556
3557 /*
3558  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3559  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3560  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3561  * pageblock_order based on the kernel config
3562  */
3563 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3564 {
3565         return MAX_ORDER-1;
3566 }
3567 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3568
3569 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3570
3571 /*
3572  * Set up the zone data structures:
3573  *   - mark all pages reserved
3574  *   - mark all memory queues empty
3575  *   - clear the memory bitmaps
3576  */
3577 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3578                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3579 {
3580         enum zone_type j;
3581         int nid = pgdat->node_id;
3582         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3583         int ret;
3584
3585         pgdat_resize_init(pgdat);
3586         pgdat->nr_zones = 0;
3587         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3588         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3589         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3590         
3591         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3592                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3593                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3594                 enum lru_list l;
3595
3596                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3597                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3598                                                                 zholes_size);
3599
3600                 /*
3601                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3602                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3603                  * and per-cpu initialisations
3604                  */
3605                 memmap_pages =
3606                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3607                 if (realsize >= memmap_pages) {
3608                         realsize -= memmap_pages;
3609                         if (memmap_pages)
3610                                 printk(KERN_DEBUG
3611                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3612                                        zone_names[j], memmap_pages);
3613                 } else
3614                         printk(KERN_WARNING
3615                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3616                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3617
3618                 /* Account for reserved pages */
3619                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3620                         realsize -= dma_reserve;
3621                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3622                                         zone_names[0], dma_reserve);
3623                 }
3624
3625                 if (!is_highmem_idx(j))
3626                         nr_kernel_pages += realsize;
3627                 nr_all_pages += realsize;
3628
3629                 zone->spanned_pages = size;
3630                 zone->present_pages = realsize;
3631 #ifdef CONFIG_NUMA
3632                 zone->node = nid;
3633                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3634                                                 / 100;
3635                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3636 #endif
3637                 zone->name = zone_names[j];
3638                 spin_lock_init(&zone->lock);
3639                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3640                 zone_seqlock_init(zone);
3641                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3642
3643                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3644
3645                 zone_pcp_init(zone);
3646                 for_each_lru(l) {
3647                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3648                         zone->lru[l].nr_scan = 0;
3649                 }
3650                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
3651                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
3652                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
3653                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
3654                 zap_zone_vm_stats(zone);
3655                 zone->flags = 0;
3656                 if (!size)
3657                         continue;
3658
3659                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3660                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3661                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3662                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3663                 BUG_ON(ret);
3664                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3665                 zone_start_pfn += size;
3666         }
3667 }
3668
3669 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3670 {
3671         /* Skip empty nodes */
3672         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3673                 return;
3674
3675 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3676         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3677         if (!pgdat->node_mem_map) {
3678                 unsigned long size, start, end;
3679                 struct page *map;
3680
3681                 /*
3682                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3683                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3684                  * for the buddy allocator to function correctly.
3685                  */
3686                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3687                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3688                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3689                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3690                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3691                 if (!map)
3692                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3693                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3694         }
3695 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3696         /*
3697          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3698          */
3699         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3700                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3701 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3702                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3703                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3704 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3705         }
3706 #endif
3707 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3708 }
3709
3710 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3711                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3712 {
3713         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3714
3715         pgdat->node_id = nid;
3716         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3717         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3718
3719         alloc_node_mem_map(pgdat);
3720 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3721         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3722                 nid, (unsigned long)pgdat,
3723                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3724 #endif
3725
3726         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3727 }
3728
3729 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3730
3731 #if MAX_NUMNODES > 1
3732 /*
3733  * Figure out the number of possible node ids.
3734  */
3735 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3736 {
3737         unsigned int node;
3738         unsigned int highest = 0;
3739
3740         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3741                 highest = node;
3742         nr_node_ids = highest + 1;
3743 }
3744 #else
3745 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3746 {
3747 }
3748 #endif
3749
3750 /**
3751  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3752  * @nid: The node ID the range resides on
3753  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3754  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3755  *
3756  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3757  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3758  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3759  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3760  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3761  */
3762 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3763                                                 unsigned long end_pfn)
3764 {
3765         int i;
3766
3767         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3768                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3769                         "%d entries of %d used\n",
3770                         nid, start_pfn, end_pfn,
3771                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3772
3773         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3774
3775         /* Merge with existing active regions if possible */
3776         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3777                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3778                         continue;
3779
3780                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3781                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3782                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3783                         return;
3784
3785                 /* Merge forward if suitable */
3786                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3787                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3788                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3789                         return;
3790                 }
3791
3792                 /* Merge backward if suitable */
3793                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3794                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3795                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3796                         return;
3797                 }
3798         }
3799
3800         /* Check that early_node_map is large enough */
3801         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3802                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3803                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3804                 return;
3805         }
3806
3807         early_node_map[i].nid = nid;
3808         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3809         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3810         nr_nodemap_entries = i + 1;
3811 }
3812
3813 /**
3814  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3815  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3816  * @start_pfn: The new PFN of the range
3817  * @end_pfn: The new PFN of the range
3818  *
3819  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3820  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3821  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3822  * range.
3823  */
3824 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3825                                 unsigned long end_pfn)
3826 {
3827         int i, j;
3828         int removed = 0;
3829
3830         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3831                           nid, start_pfn, end_pfn);
3832
3833         /* Find the old active region end and shrink */
3834         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3835                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3836                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3837                         /* clear it */
3838                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3839                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3840                         removed = 1;
3841                         continue;
3842                 }
3843                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3844                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3845                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3846                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3847                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3848                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3849                         continue;
3850                 }
3851                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3852                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3853                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3854                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3855                         continue;
3856                 }
3857         }
3858
3859         if (!removed)
3860                 return;
3861
3862         /* remove the blank ones */
3863         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3864                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3865                         continue;
3866                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3867                         continue;
3868                 /* we found it, get rid of it */
3869                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3870                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3871                                 sizeof(early_node_map[j]));
3872                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3873                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3874                 nr_nodemap_entries--;
3875         }
3876 }
3877
3878 /**
3879  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3880  *
3881  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3882  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3883  * all currently registered regions.
3884  */
3885 void __init remove_all_active_ranges(void)
3886 {
3887         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3888         nr_nodemap_entries = 0;
3889 }
3890
3891 /* Compare two active node_active_regions */
3892 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3893 {
3894         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3895         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3896
3897         /* Done this way to avoid overflows */
3898         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3899                 return 1;
3900         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3901                 return -1;
3902
3903         return 0;
3904 }
3905
3906 /* sort the node_map by start_pfn */
3907 static void __init sort_node_map(void)
3908 {
3909         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3910                         sizeof(struct node_active_region),
3911                         cmp_node_active_region, NULL);
3912 }
3913
3914 /* Find the lowest pfn for a node */
3915 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3916 {
3917         int i;
3918         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3919
3920         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3921         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3922                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3923
3924         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3925                 printk(KERN_WARNING
3926                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3927                 return 0;
3928         }
3929
3930         return min_pfn;
3931 }
3932
3933 /**
3934  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3935  *
3936  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3937  * add_active_range().
3938  */
3939 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3940 {
3941         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3942 }
3943
3944 /*
3945  * early_calculate_totalpages()
3946  * Sum pages in active regions for movable zone.
3947  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3948  */
3949 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3950 {
3951         int i;
3952         unsigned long totalpages = 0;
3953
3954         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3955                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3956                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3957                 totalpages += pages;
3958                 if (pages)
3959                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3960         }
3961         return totalpages;
3962 }
3963
3964 /*
3965  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3966  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3967  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3968  * others
3969  */
3970 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3971 {
3972         int i, nid;
3973         unsigned long usable_startpfn;
3974         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3975         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3976         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3977
3978         /*
3979          * If movablecore was specified, calculate what size of
3980          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3981          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3982          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3983          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3984          * what movablecore would have allowed.
3985          */
3986         if (required_movablecore) {
3987                 unsigned long corepages;
3988
3989                 /*
3990                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3991                  * was requested by the user
3992                  */
3993                 required_movablecore =
3994                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3995                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3996
3997                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3998         }
3999
4000         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4001         if (!required_kernelcore)
4002                 return;
4003
4004         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4005         find_usable_zone_for_movable();
4006         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4007
4008 restart:
4009         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4010         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4011         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4012                 /*
4013                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4014                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4015                  * amount of memory for the kernel
4016                  */
4017                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4018                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4019
4020                 /*
4021                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4022                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4023                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4024                  */
4025                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4026
4027                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4028                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4029                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4030                         unsigned long size_pages;
4031
4032                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4033                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4034                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4035                         if (start_pfn >= end_pfn)
4036                                 continue;
4037
4038                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4039                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4040                                 unsigned long kernel_pages;
4041                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4042                                                                 - start_pfn;
4043
4044                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4045                                                         kernelcore_remaining);
4046                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4047                                                         required_kernelcore);
4048
4049                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4050                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4051
4052                                         /*
4053                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4054                                          * that if we have to rebalance
4055                                          * kernelcore across nodes, we will
4056                                          * not double account here
4057                                          */
4058                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4059                                         continue;
4060                                 }
4061                                 start_pfn = usable_startpfn;
4062                         }
4063
4064                         /*
4065                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4066                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4067                          * number of pages used as kernelcore
4068                          */
4069                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4070                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4071                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4072                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4073
4074                         /*
4075                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4076                          * break if the kernelcore for this node has been
4077                          * satisified
4078                          */
4079                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4080                                                                 size_pages);
4081                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4082                         if (!kernelcore_remaining)
4083                                 break;
4084                 }
4085         }
4086
4087         /*
4088          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4089          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4090          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4091          * satisified
4092          */
4093         usable_nodes--;
4094         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4095                 goto restart;
4096
4097         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4098         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4099                 zone_movable_pfn[nid] =
4100                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4101 }
4102
4103 /* Any regular memory on that node ? */
4104 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4105 {
4106 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4107         enum zone_type zone_type;
4108
4109         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4110                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4111                 if (zone->present_pages)
4112                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4113         }
4114 #endif
4115 }
4116
4117 /**
4118  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4119  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4120  *
4121  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4122  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4123  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4124  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4125  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4126  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4127  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4128  * at arch_max_dma_pfn.
4129  */
4130 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4131 {
4132         unsigned long nid;
4133         int i;
4134
4135         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4136         sort_node_map();
4137
4138         /* Record where the zone boundaries are */
4139         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4140                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4141         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4142                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4143         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4144         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4145         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4146                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4147                         continue;
4148                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4149                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4150                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4151                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4152         }
4153         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4154         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4155
4156         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4157         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4158         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4159
4160         /* Print out the zone ranges */
4161         printk("Zone PFN ranges:\n");
4162         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4163                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4164                         continue;
4165                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4166                                 zone_names[i],
4167                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4168                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4169         }
4170
4171         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4172         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4173         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4174                 if (zone_movable_pfn[i])
4175                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4176         }
4177
4178         /* Print out the early_node_map[] */
4179         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4180         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4181                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4182                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4183                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4184
4185         /* Initialise every node */
4186         mminit_verify_pageflags_layout();
4187         setup_nr_node_ids();
4188         for_each_online_node(nid) {
4189                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4190                 free_area_init_node(nid, NULL,
4191                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4192
4193                 /* Any memory on that node */
4194                 if (pgdat->node_present_pages)
4195                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4196                 check_for_regular_memory(pgdat);
4197         }
4198 }
4199
4200 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4201 {
4202         unsigned long long coremem;
4203         if (!p)
4204                 return -EINVAL;
4205
4206         coremem = memparse(p, &p);
4207         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4208
4209         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4210         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4211
4212         return 0;
4213 }
4214
4215 /*
4216  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4217  * cannot be reclaimed or migrated.
4218  */
4219 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4220 {
4221         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4222 }
4223
4224 /*
4225  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4226  * can be reclaimed or migrated.
4227  */
4228 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4229 {
4230         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4231 }
4232
4233 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4234 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4235
4236 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4237
4238 /**
4239  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4240  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4241  *
4242  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4243  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4244  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4245  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4246  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4247  * smaller per-cpu batchsize.
4248  */
4249 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4250 {
4251         dma_reserve = new_dma_reserve;
4252 }
4253
4254 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4255 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4256 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4257 #endif
4258
4259 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4260 {
4261         free_area_init_node(0, zones_size,
4262                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4263 }
4264
4265 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4266                                  unsigned long action, void *hcpu)
4267 {
4268         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4269
4270         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4271                 drain_pages(cpu);
4272
4273                 /*
4274                  * Spill the event counters of the dead processor
4275                  * into the current processors event counters.
4276                  * This artificially elevates the count of the current
4277                  * processor.
4278                  */
4279                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4280
4281                 /*
4282                  * Zero the differential counters of the dead processor
4283                  * so that the vm statistics are consistent.
4284                  *
4285                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4286                  * race with what we are doing.
4287                  */
4288                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4289         }
4290         return NOTIFY_OK;
4291 }
4292
4293 void __init page_alloc_init(void)
4294 {
4295         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4296 }
4297
4298 /*
4299  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4300  *      or min_free_kbytes changes.
4301  */
4302 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4303 {
4304         struct pglist_data *pgdat;
4305         unsigned long reserve_pages = 0;
4306         enum zone_type i, j;
4307
4308         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4309                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4310                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4311                         unsigned long max = 0;
4312
4313                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4314                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4315                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4316                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4317                         }
4318
4319                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4320                         max += zone->pages_high;
4321
4322                         if (max > zone->present_pages)
4323                                 max = zone->present_pages;
4324                         reserve_pages += max;
4325                 }
4326         }
4327         totalreserve_pages = reserve_pages;
4328 }
4329
4330 /*
4331  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4332  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4333  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4334  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4335  */
4336 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4337 {
4338         struct pglist_data *pgdat;
4339         enum zone_type j, idx;
4340
4341         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4342                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4343                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4344                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4345
4346                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4347
4348                         idx = j;
4349                         while (idx) {
4350                                 struct zone *lower_zone;
4351
4352                                 idx--;
4353
4354                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4355                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4356
4357                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4358                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4359                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4360                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4361                         }
4362                 }
4363         }
4364
4365         /* update totalreserve_pages */
4366         calculate_totalreserve_pages();
4367 }
4368
4369 /**
4370  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4371  *
4372  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4373  * with respect to min_free_kbytes.
4374  */
4375 void setup_per_zone_pages_min(void)
4376 {
4377         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4378         unsigned long lowmem_pages = 0;
4379         struct zone *zone;
4380         unsigned long flags;
4381
4382         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4383         for_each_zone(zone) {
4384                 if (!is_highmem(zone))
4385                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4386         }
4387
4388         for_each_zone(zone) {
4389                 u64 tmp;
4390
4391                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4392                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4393                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4394                 if (is_highmem(zone)) {
4395                         /*
4396                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4397                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4398                          * value here.
4399                          *
4400                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4401                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4402                          * not be capped for highmem.
4403                          */
4404                         int min_pages;
4405
4406                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4407                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4408                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4409                         if (min_pages > 128)
4410                                 min_pages = 128;
4411                         zone->pages_min = min_pages;
4412                 } else {
4413                         /*
4414                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4415                          * proportionate to the zone's size.
4416                          */
4417                         zone->pages_min = tmp;
4418                 }
4419
4420                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4421                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4422                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4423                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4424         }
4425
4426         /* update totalreserve_pages */
4427         calculate_totalreserve_pages();
4428 }
4429
4430 /**
4431  * setup_per_zone_inactive_ratio - called when min_free_kbytes changes.
4432  *
4433  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4434  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4435  * to be referenced again before it is swapped out.
4436  *
4437  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4438  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4439  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4440  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4441  *
4442  * total     target    max
4443  * memory    ratio     inactive anon
4444  * -------------------------------------
4445  *   10MB       1         5MB
4446  *  100MB       1        50MB
4447  *    1GB       3       250MB
4448  *   10GB      10       0.9GB
4449  *  100GB      31         3GB
4450  *    1TB     101        10GB
4451  *   10TB     320        32GB
4452  */
4453 static void setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4454 {
4455         struct zone *zone;
4456
4457         for_each_zone(zone) {
4458                 unsigned int gb, ratio;
4459
4460                 /* Zone size in gigabytes */
4461                 gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4462                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4463                 if (!ratio)
4464                         ratio = 1;
4465
4466                 zone->inactive_ratio = ratio;
4467         }
4468 }
4469
4470 /*
4471  * Initialise min_free_kbytes.
4472  *
4473  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4474  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4475  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4476  *
4477  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4478  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4479  *
4480  * which yields
4481  *
4482  * 16MB:        512k
4483  * 32MB:        724k
4484  * 64MB:        1024k
4485  * 128MB:       1448k
4486  * 256MB:       2048k
4487  * 512MB:       2896k
4488  * 1024MB:      4096k
4489  * 2048MB:      5792k
4490  * 4096MB:      8192k
4491  * 8192MB:      11584k
4492  * 16384MB:     16384k
4493  */
4494 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4495 {
4496         unsigned long lowmem_kbytes;
4497
4498         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4499
4500         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4501         if (min_free_kbytes < 128)
4502                 min_free_kbytes = 128;
4503         if (min_free_kbytes > 65536)
4504                 min_free_kbytes = 65536;
4505         setup_per_zone_pages_min();
4506         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4507         setup_per_zone_inactive_ratio();
4508         return 0;
4509 }
4510 module_init(init_per_zone_pages_min)
4511
4512 /*
4513  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4514  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4515  *      changes.
4516  */
4517 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4518         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4519 {
4520         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4521         if (write)
4522                 setup_per_zone_pages_min();
4523         return 0;
4524 }
4525
4526 #ifdef CONFIG_NUMA
4527 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4528         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4529 {
4530         struct zone *zone;
4531         int rc;
4532
4533         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4534         if (rc)
4535                 return rc;
4536
4537         for_each_zone(zone)
4538                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4539                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4540         return 0;
4541 }
4542
4543 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4544         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4545 {
4546         struct zone *zone;
4547         int rc;
4548
4549         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4550         if (rc)
4551                 return rc;
4552
4553         for_each_zone(zone)
4554                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4555                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4556         return 0;
4557 }
4558 #endif
4559
4560 /*
4561  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4562  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4563  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4564  *
4565  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4566  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4567  * if in function of the boot time zone sizes.
4568  */
4569 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4570         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4571 {
4572         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4573         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4574         return 0;
4575 }
4576
4577 /*
4578  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4579  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4580  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4581  */
4582
4583 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4584         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4585 {
4586         struct zone *zone;
4587         unsigned int cpu;
4588         int ret;
4589
4590         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4591         if (!write || (ret == -EINVAL))
4592                 return ret;
4593         for_each_zone(zone) {
4594                 for_each_online_cpu(cpu) {
4595                         unsigned long  high;
4596                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4597                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4598                 }
4599         }
4600         return 0;
4601 }
4602
4603 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4604
4605 #ifdef CONFIG_NUMA
4606 static int __init set_hashdist(char *str)
4607 {
4608         if (!str)
4609                 return 0;
4610         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4611         return 1;
4612 }
4613 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4614 #endif
4615
4616 /*
4617  * allocate a large system hash table from bootmem
4618  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4619  *   quantity of entries
4620  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4621  */
4622 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4623                                      unsigned long bucketsize,
4624                                      unsigned long numentries,
4625                                      int scale,
4626                                      int flags,
4627                                      unsigned int *_hash_shift,
4628                                      unsigned int *_hash_mask,
4629                                      unsigned long limit)
4630 {
4631         unsigned long long max = limit;
4632         unsigned long log2qty, size;
4633         void *table = NULL;
4634
4635         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4636         if (!numentries) {
4637                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4638                 numentries = nr_kernel_pages;
4639                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4640                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4641                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4642
4643                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4644                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4645                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4646                 else
4647                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4648
4649                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4650                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4651                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4652         }
4653         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4654
4655         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4656         if (max == 0) {
4657                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4658                 do_div(max, bucketsize);
4659         }
4660
4661         if (numentries > max)
4662                 numentries = max;
4663
4664         log2qty = ilog2(numentries);
4665
4666         do {
4667                 size = bucketsize << log2qty;
4668                 if (flags & HASH_EARLY)
4669                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4670                 else if (hashdist)
4671                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4672                 else {
4673                         unsigned long order = get_order(size);
4674
4675                         if (order < MAX_ORDER)
4676                                 table = (void *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC,
4677                                                                 order);
4678                         /*
4679                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4680                          * some pages at the end of hash table.
4681                          */
4682                         if (table) {
4683                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4684                                                 (PAGE_SIZE << order);
4685                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4686                                                 PAGE_ALIGN(size);
4687                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4688                                 while (used < alloc_end) {
4689                                         free_page(used);
4690                                         used += PAGE_SIZE;
4691                                 }
4692                         }
4693                 }
4694         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4695
4696         if (!table)
4697                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4698
4699         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4700                tablename,
4701                (1U << log2qty),
4702                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4703                size);
4704
4705         if (_hash_shift)
4706                 *_hash_shift = log2qty;
4707         if (_hash_mask)
4708                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4709
4710         /*
4711          * If hashdist is set, the table allocation is done with __vmalloc()
4712          * which invokes the kmemleak_alloc() callback. This function may also
4713          * be called before the slab and kmemleak are initialised when
4714          * kmemleak simply buffers the request to be executed later
4715          * (GFP_ATOMIC flag ignored in this case).
4716          */
4717         if (!hashdist)
4718                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
4719
4720         return table;
4721 }
4722
4723 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4724 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4725                                                         unsigned long pfn)
4726 {
4727 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4728         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4729 #else
4730         return zone->pageblock_flags;
4731 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4732 }
4733
4734 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4735 {
4736 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4737         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4738         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4739 #else
4740         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4741         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4742 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4743 }
4744
4745 /**
4746  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4747  * @page: The page within the block of interest
4748  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4749  * @end_bitidx: The last bit of interest
4750  * returns pageblock_bits flags
4751  */
4752 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4753                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4754 {
4755         struct zone *zone;
4756         unsigned long *bitmap;
4757         unsigned long pfn, bitidx;
4758         unsigned long flags = 0;
4759         unsigned long value = 1;
4760
4761         zone = page_zone(page);
4762         pfn = page_to_pfn(page);
4763         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4764         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4765
4766         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4767                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4768                         flags |= value;
4769
4770         return flags;
4771 }
4772
4773 /**
4774  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4775  * @page: The page within the block of interest
4776  * @start_bitidx: The first bit of interest
4777  * @end_bitidx: The last bit of interest
4778  * @flags: The flags to set
4779  */
4780 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4781                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4782 {
4783         struct zone *zone;
4784         unsigned long *bitmap;
4785         unsigned long pfn, bitidx;
4786         unsigned long value = 1;
4787
4788         zone = page_zone(page);
4789         pfn = page_to_pfn(page);
4790         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4791         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4792         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4793         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4794
4795         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4796                 if (flags & value)
4797                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4798                 else
4799                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4800 }
4801
4802 /*
4803  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4804  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4805  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4806  */
4807
4808 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4809 {
4810         struct zone *zone;
4811         unsigned long flags;
4812         int ret = -EBUSY;
4813
4814         zone = page_zone(page);
4815         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4816         /*
4817          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4818          */
4819         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4820                 goto out;
4821         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4822         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4823         ret = 0;
4824 out:
4825         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4826         if (!ret)
4827                 drain_all_pages();
4828         return ret;
4829 }
4830
4831 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4832 {
4833         struct zone *zone;
4834         unsigned long flags;
4835         zone = page_zone(page);
4836         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4837         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4838                 goto out;
4839         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4840         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4841 out:
4842         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4843 }
4844
4845 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4846 /*
4847  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4848  */
4849 void
4850 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4851 {
4852         struct page *page;
4853         struct zone *zone;
4854         int order, i;
4855         unsigned long pfn;
4856         unsigned long flags;
4857         /* find the first valid pfn */
4858         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4859                 if (pfn_valid(pfn))
4860                         break;
4861         if (pfn == end_pfn)
4862                 return;
4863         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4864         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4865         pfn = start_pfn;
4866         while (pfn < end_pfn) {
4867                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4868                         pfn++;
4869                         continue;
4870                 }
4871                 page = pfn_to_page(pfn);
4872                 BUG_ON(page_count(page));
4873                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4874                 order = page_order(page);
4875 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4876                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4877                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4878 #endif
4879                 list_del(&page->lru);
4880                 rmv_page_order(page);
4881                 zone->free_area[order].nr_free--;
4882                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4883                                       - (1UL << order));
4884                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4885                         SetPageReserved((page+i));
4886                 pfn += (1 << order);
4887         }
4888         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4889 }
4890 #endif