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