sparsemem: Fix compilation on PowerPC
[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 #include <linux/memory.h>
52 #include <trace/events/kmem.h>
53
54 #include <asm/tlbflush.h>
55 #include <asm/div64.h>
56 #include "internal.h"
57
58 /*
59  * Array of node states.
60  */
61 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
62         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
63         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
64 #ifndef CONFIG_NUMA
65         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
66 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
67         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
68 #endif
69         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
70 #endif  /* NUMA */
71 };
72 EXPORT_SYMBOL(node_states);
73
74 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
75 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
76 int percpu_pagelist_fraction;
77 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
78
79 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
80 int pageblock_order __read_mostly;
81 #endif
82
83 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
84
85 /*
86  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
87  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
88  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
89  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
90  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
91  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
92  *
93  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
94  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
95  */
96 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
97 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
98          256,
99 #endif
100 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
101          256,
102 #endif
103 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
104          32,
105 #endif
106          32,
107 };
108
109 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
110
111 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
112 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
113          "DMA",
114 #endif
115 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
116          "DMA32",
117 #endif
118          "Normal",
119 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
120          "HighMem",
121 #endif
122          "Movable",
123 };
124
125 int min_free_kbytes = 1024;
126
127 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
128 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
129 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
130
131 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
132   /*
133    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
134    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
135    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
136    * so the number of times add_active_range() can be called is
137    * related to the number of nodes and the number of holes
138    */
139   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
140     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
141     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
142   #else
143     #if MAX_NUMNODES >= 32
144       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
145       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
146     #else
147       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
148       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
149     #endif
150   #endif
151
152   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
153   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
154   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
155   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
156   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
157   static unsigned long __initdata required_movablecore;
158   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
159
160   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
161   int movable_zone;
162   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
163 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
164
165 #if MAX_NUMNODES > 1
166 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
167 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
168 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
169 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
170 #endif
171
172 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
173
174 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
175 {
176
177         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
178                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
179
180         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
181                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
182 }
183
184 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
185
186 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
187 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
188 {
189         int ret = 0;
190         unsigned seq;
191         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
192
193         do {
194                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
195                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
196                         ret = 1;
197                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
198                         ret = 1;
199         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
200
201         return ret;
202 }
203
204 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
205 {
206         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
207                 return 0;
208         if (zone != page_zone(page))
209                 return 0;
210
211         return 1;
212 }
213 /*
214  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
215  */
216 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
217 {
218         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
219                 return 1;
220         if (!page_is_consistent(zone, page))
221                 return 1;
222
223         return 0;
224 }
225 #else
226 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
227 {
228         return 0;
229 }
230 #endif
231
232 static void bad_page(struct page *page)
233 {
234         static unsigned long resume;
235         static unsigned long nr_shown;
236         static unsigned long nr_unshown;
237
238         /* Don't complain about poisoned pages */
239         if (PageHWPoison(page)) {
240                 __ClearPageBuddy(page);
241                 return;
242         }
243
244         /*
245          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
246          * or allow a steady drip of one report per second.
247          */
248         if (nr_shown == 60) {
249                 if (time_before(jiffies, resume)) {
250                         nr_unshown++;
251                         goto out;
252                 }
253                 if (nr_unshown) {
254                         printk(KERN_ALERT
255                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
256                                 nr_unshown);
257                         nr_unshown = 0;
258                 }
259                 nr_shown = 0;
260         }
261         if (nr_shown++ == 0)
262                 resume = jiffies + 60 * HZ;
263
264         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
265                 current->comm, page_to_pfn(page));
266         printk(KERN_ALERT
267                 "page:%p flags:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%lx\n",
268                 page, (void *)page->flags, page_count(page),
269                 page_mapcount(page), page->mapping, page->index);
270
271         dump_stack();
272 out:
273         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
274         __ClearPageBuddy(page);
275         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
276 }
277
278 /*
279  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
280  *
281  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
282  *
283  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
284  *
285  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
286  * the head page (even the head page has this).
287  *
288  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
289  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
290  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
291  */
292
293 static void free_compound_page(struct page *page)
294 {
295         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
296 }
297
298 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
299 {
300         int i;
301         int nr_pages = 1 << order;
302
303         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
304         set_compound_order(page, order);
305         __SetPageHead(page);
306         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
307                 struct page *p = page + i;
308
309                 __SetPageTail(p);
310                 p->first_page = page;
311         }
312 }
313
314 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
315 {
316         int i;
317         int nr_pages = 1 << order;
318         int bad = 0;
319
320         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
321             unlikely(!PageHead(page))) {
322                 bad_page(page);
323                 bad++;
324         }
325
326         __ClearPageHead(page);
327
328         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
329                 struct page *p = page + i;
330
331                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
332                         bad_page(page);
333                         bad++;
334                 }
335                 __ClearPageTail(p);
336         }
337
338         return bad;
339 }
340
341 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
342 {
343         int i;
344
345         /*
346          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
347          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
348          */
349         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
350         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
351                 clear_highpage(page + i);
352 }
353
354 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
355 {
356         set_page_private(page, order);
357         __SetPageBuddy(page);
358 }
359
360 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
361 {
362         __ClearPageBuddy(page);
363         set_page_private(page, 0);
364 }
365
366 /*
367  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
368  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
369  *
370  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
371  * the following equation:
372  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
373  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
374  * 1 buddy is #10:
375  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
376  *
377  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
378  * satisfies the following equation:
379  *     P = B & ~(1 << O)
380  *
381  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
382  */
383 static inline struct page *
384 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
385 {
386         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
387
388         return page + (buddy_idx - page_idx);
389 }
390
391 static inline unsigned long
392 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
393 {
394         return (page_idx & ~(1 << order));
395 }
396
397 /*
398  * This function checks whether a page is free && is the buddy
399  * we can do coalesce a page and its buddy if
400  * (a) the buddy is not in a hole &&
401  * (b) the buddy is in the buddy system &&
402  * (c) a page and its buddy have the same order &&
403  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
404  *
405  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
406  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
407  *
408  * For recording page's order, we use page_private(page).
409  */
410 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
411                                                                 int order)
412 {
413         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
414                 return 0;
415
416         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
417                 return 0;
418
419         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
420                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
421                 return 1;
422         }
423         return 0;
424 }
425
426 /*
427  * Freeing function for a buddy system allocator.
428  *
429  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
430  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
431  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
432  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
433  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
434  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
435  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
436  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
437  * parts of the VM system.
438  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
439  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
440  * order is recorded in page_private(page) field.
441  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
442  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
443  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
444  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
445  * triggers coalescing into a block of larger size.            
446  *
447  * -- wli
448  */
449
450 static inline void __free_one_page(struct page *page,
451                 struct zone *zone, unsigned int order,
452                 int migratetype)
453 {
454         unsigned long page_idx;
455
456         if (unlikely(PageCompound(page)))
457                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
458                         return;
459
460         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
461
462         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
463
464         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
465         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
466
467         while (order < MAX_ORDER-1) {
468                 unsigned long combined_idx;
469                 struct page *buddy;
470
471                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
472                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
473                         break;
474
475                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
476                 list_del(&buddy->lru);
477                 zone->free_area[order].nr_free--;
478                 rmv_page_order(buddy);
479                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
480                 page = page + (combined_idx - page_idx);
481                 page_idx = combined_idx;
482                 order++;
483         }
484         set_page_order(page, order);
485         list_add(&page->lru,
486                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
487         zone->free_area[order].nr_free++;
488 }
489
490 /*
491  * free_page_mlock() -- clean up attempts to free and mlocked() page.
492  * Page should not be on lru, so no need to fix that up.
493  * free_pages_check() will verify...
494  */
495 static inline void free_page_mlock(struct page *page)
496 {
497         __dec_zone_page_state(page, NR_MLOCK);
498         __count_vm_event(UNEVICTABLE_MLOCKFREED);
499 }
500
501 static inline int free_pages_check(struct page *page)
502 {
503         if (unlikely(page_mapcount(page) |
504                 (page->mapping != NULL)  |
505                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
506                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE))) {
507                 bad_page(page);
508                 return 1;
509         }
510         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
511                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
512         return 0;
513 }
514
515 /*
516  * Frees a number of pages from the PCP lists
517  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
518  * count is the number of pages to free.
519  *
520  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
521  * see if this freeing clears that state.
522  *
523  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
524  * pinned" detection logic.
525  */
526 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
527                                         struct per_cpu_pages *pcp)
528 {
529         int migratetype = 0;
530         int batch_free = 0;
531
532         spin_lock(&zone->lock);
533         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
534         zone->pages_scanned = 0;
535
536         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, count);
537         while (count) {
538                 struct page *page;
539                 struct list_head *list;
540
541                 /*
542                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
543                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
544                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
545                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
546                  * lists
547                  */
548                 do {
549                         batch_free++;
550                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
551                                 migratetype = 0;
552                         list = &pcp->lists[migratetype];
553                 } while (list_empty(list));
554
555                 do {
556                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
557                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
558                         list_del(&page->lru);
559                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
560                         __free_one_page(page, zone, 0, page_private(page));
561                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, page_private(page));
562                 } while (--count && --batch_free && !list_empty(list));
563         }
564         spin_unlock(&zone->lock);
565 }
566
567 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
568                                 int migratetype)
569 {
570         spin_lock(&zone->lock);
571         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
572         zone->pages_scanned = 0;
573
574         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1 << order);
575         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
576         spin_unlock(&zone->lock);
577 }
578
579 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
580 {
581         unsigned long flags;
582         int i;
583         int bad = 0;
584         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
585
586         kmemcheck_free_shadow(page, order);
587
588         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
589                 bad += free_pages_check(page + i);
590         if (bad)
591                 return;
592
593         if (!PageHighMem(page)) {
594                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
595                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
596                                            PAGE_SIZE << order);
597         }
598         arch_free_page(page, order);
599         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
600
601         local_irq_save(flags);
602         if (unlikely(wasMlocked))
603                 free_page_mlock(page);
604         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
605         free_one_page(page_zone(page), page, order,
606                                         get_pageblock_migratetype(page));
607         local_irq_restore(flags);
608 }
609
610 /*
611  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
612  */
613 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
614 {
615         if (order == 0) {
616                 __ClearPageReserved(page);
617                 set_page_count(page, 0);
618                 set_page_refcounted(page);
619                 __free_page(page);
620         } else {
621                 int loop;
622
623                 prefetchw(page);
624                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
625                         struct page *p = &page[loop];
626
627                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
628                                 prefetchw(p + 1);
629                         __ClearPageReserved(p);
630                         set_page_count(p, 0);
631                 }
632
633                 set_page_refcounted(page);
634                 __free_pages(page, order);
635         }
636 }
637
638
639 /*
640  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
641  * Please do not alter this order without good reasons and regression
642  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
643  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
644  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
645  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
646  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
647  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
648  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
649  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
650  *
651  * -- wli
652  */
653 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
654         int low, int high, struct free_area *area,
655         int migratetype)
656 {
657         unsigned long size = 1 << high;
658
659         while (high > low) {
660                 area--;
661                 high--;
662                 size >>= 1;
663                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
664                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
665                 area->nr_free++;
666                 set_page_order(&page[size], high);
667         }
668 }
669
670 /*
671  * This page is about to be returned from the page allocator
672  */
673 static inline int check_new_page(struct page *page)
674 {
675         if (unlikely(page_mapcount(page) |
676                 (page->mapping != NULL)  |
677                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
678                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP))) {
679                 bad_page(page);
680                 return 1;
681         }
682         return 0;
683 }
684
685 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
686 {
687         int i;
688
689         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
690                 struct page *p = page + i;
691                 if (unlikely(check_new_page(p)))
692                         return 1;
693         }
694
695         set_page_private(page, 0);
696         set_page_refcounted(page);
697
698         arch_alloc_page(page, order);
699         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
700
701         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
702                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
703
704         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
705                 prep_compound_page(page, order);
706
707         return 0;
708 }
709
710 /*
711  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
712  * the smallest available page from the freelists
713  */
714 static inline
715 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
716                                                 int migratetype)
717 {
718         unsigned int current_order;
719         struct free_area * area;
720         struct page *page;
721
722         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
723         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
724                 area = &(zone->free_area[current_order]);
725                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
726                         continue;
727
728                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
729                                                         struct page, lru);
730                 list_del(&page->lru);
731                 rmv_page_order(page);
732                 area->nr_free--;
733                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
734                 return page;
735         }
736
737         return NULL;
738 }
739
740
741 /*
742  * This array describes the order lists are fallen back to when
743  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
744  */
745 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
746         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
747         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
748         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
749         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
750 };
751
752 /*
753  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
754  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
755  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
756  */
757 static int move_freepages(struct zone *zone,
758                           struct page *start_page, struct page *end_page,
759                           int migratetype)
760 {
761         struct page *page;
762         unsigned long order;
763         int pages_moved = 0;
764
765 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
766         /*
767          * page_zone is not safe to call in this context when
768          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
769          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
770          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
771          * grouping pages by mobility
772          */
773         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
774 #endif
775
776         for (page = start_page; page <= end_page;) {
777                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
778                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
779
780                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
781                         page++;
782                         continue;
783                 }
784
785                 if (!PageBuddy(page)) {
786                         page++;
787                         continue;
788                 }
789
790                 order = page_order(page);
791                 list_del(&page->lru);
792                 list_add(&page->lru,
793                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
794                 page += 1 << order;
795                 pages_moved += 1 << order;
796         }
797
798         return pages_moved;
799 }
800
801 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
802                                 int migratetype)
803 {
804         unsigned long start_pfn, end_pfn;
805         struct page *start_page, *end_page;
806
807         start_pfn = page_to_pfn(page);
808         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
809         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
810         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
811         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
812
813         /* Do not cross zone boundaries */
814         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
815                 start_page = page;
816         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
817                 return 0;
818
819         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
820 }
821
822 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
823                                         int start_order, int migratetype)
824 {
825         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
826
827         while (nr_pageblocks--) {
828                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
829                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
830         }
831 }
832
833 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
834 static inline struct page *
835 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
836 {
837         struct free_area * area;
838         int current_order;
839         struct page *page;
840         int migratetype, i;
841
842         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
843         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
844                                                 --current_order) {
845                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
846                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
847
848                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
849                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
850                                 continue;
851
852                         area = &(zone->free_area[current_order]);
853                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
854                                 continue;
855
856                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
857                                         struct page, lru);
858                         area->nr_free--;
859
860                         /*
861                          * If breaking a large block of pages, move all free
862                          * pages to the preferred allocation list. If falling
863                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
864                          * agressive about taking ownership of free pages
865                          */
866                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
867                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
868                                         page_group_by_mobility_disabled) {
869                                 unsigned long pages;
870                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
871                                                                 start_migratetype);
872
873                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
874                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
875                                                 page_group_by_mobility_disabled)
876                                         set_pageblock_migratetype(page,
877                                                                 start_migratetype);
878
879                                 migratetype = start_migratetype;
880                         }
881
882                         /* Remove the page from the freelists */
883                         list_del(&page->lru);
884                         rmv_page_order(page);
885
886                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
887                         if (current_order >= pageblock_order)
888                                 change_pageblock_range(page, current_order,
889                                                         start_migratetype);
890
891                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
892
893                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
894                                 start_migratetype, migratetype);
895
896                         return page;
897                 }
898         }
899
900         return NULL;
901 }
902
903 /*
904  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
905  * Call me with the zone->lock already held.
906  */
907 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
908                                                 int migratetype)
909 {
910         struct page *page;
911
912 retry_reserve:
913         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
914
915         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
916                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
917
918                 /*
919                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
920                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
921                  * and we want just one call site
922                  */
923                 if (!page) {
924                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
925                         goto retry_reserve;
926                 }
927         }
928
929         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
930         return page;
931 }
932
933 /* 
934  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
935  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
936  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
937  */
938 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
939                         unsigned long count, struct list_head *list,
940                         int migratetype, int cold)
941 {
942         int i;
943         
944         spin_lock(&zone->lock);
945         for (i = 0; i < count; ++i) {
946                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
947                 if (unlikely(page == NULL))
948                         break;
949
950                 /*
951                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
952                  * in physical page order. The page is added to the callers and
953                  * list and the list head then moves forward. From the callers
954                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
955                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
956                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
957                  * properly.
958                  */
959                 if (likely(cold == 0))
960                         list_add(&page->lru, list);
961                 else
962                         list_add_tail(&page->lru, list);
963                 set_page_private(page, migratetype);
964                 list = &page->lru;
965         }
966         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
967         spin_unlock(&zone->lock);
968         return i;
969 }
970
971 #ifdef CONFIG_NUMA
972 /*
973  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
974  * currently executing processor on remote nodes after they have
975  * expired.
976  *
977  * Note that this function must be called with the thread pinned to
978  * a single processor.
979  */
980 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
981 {
982         unsigned long flags;
983         int to_drain;
984
985         local_irq_save(flags);
986         if (pcp->count >= pcp->batch)
987                 to_drain = pcp->batch;
988         else
989                 to_drain = pcp->count;
990         free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
991         pcp->count -= to_drain;
992         local_irq_restore(flags);
993 }
994 #endif
995
996 /*
997  * Drain pages of the indicated processor.
998  *
999  * The processor must either be the current processor and the
1000  * thread pinned to the current processor or a processor that
1001  * is not online.
1002  */
1003 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1004 {
1005         unsigned long flags;
1006         struct zone *zone;
1007
1008         for_each_populated_zone(zone) {
1009                 struct per_cpu_pageset *pset;
1010                 struct per_cpu_pages *pcp;
1011
1012                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
1013
1014                 pcp = &pset->pcp;
1015                 local_irq_save(flags);
1016                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1017                 pcp->count = 0;
1018                 local_irq_restore(flags);
1019         }
1020 }
1021
1022 /*
1023  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1024  */
1025 void drain_local_pages(void *arg)
1026 {
1027         drain_pages(smp_processor_id());
1028 }
1029
1030 /*
1031  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
1032  */
1033 void drain_all_pages(void)
1034 {
1035         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
1036 }
1037
1038 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1039
1040 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1041 {
1042         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1043         unsigned long flags;
1044         int order, t;
1045         struct list_head *curr;
1046
1047         if (!zone->spanned_pages)
1048                 return;
1049
1050         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1051
1052         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
1053         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1054                 if (pfn_valid(pfn)) {
1055                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1056
1057                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1058                                 swsusp_unset_page_free(page);
1059                 }
1060
1061         for_each_migratetype_order(order, t) {
1062                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1063                         unsigned long i;
1064
1065                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1066                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1067                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1068                 }
1069         }
1070         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1071 }
1072 #endif /* CONFIG_PM */
1073
1074 /*
1075  * Free a 0-order page
1076  */
1077 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1078 {
1079         struct zone *zone = page_zone(page);
1080         struct per_cpu_pages *pcp;
1081         unsigned long flags;
1082         int migratetype;
1083         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
1084
1085         kmemcheck_free_shadow(page, 0);
1086
1087         if (PageAnon(page))
1088                 page->mapping = NULL;
1089         if (free_pages_check(page))
1090                 return;
1091
1092         if (!PageHighMem(page)) {
1093                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1094                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1095         }
1096         arch_free_page(page, 0);
1097         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1098
1099         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
1100         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1101         set_page_private(page, migratetype);
1102         local_irq_save(flags);
1103         if (unlikely(wasMlocked))
1104                 free_page_mlock(page);
1105         __count_vm_event(PGFREE);
1106
1107         /*
1108          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1109          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1110          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1111          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1112          * excessively into the page allocator
1113          */
1114         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1115                 if (unlikely(migratetype == MIGRATE_ISOLATE)) {
1116                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1117                         goto out;
1118                 }
1119                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1120         }
1121
1122         if (cold)
1123                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1124         else
1125                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1126         pcp->count++;
1127         if (pcp->count >= pcp->high) {
1128                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->batch, pcp);
1129                 pcp->count -= pcp->batch;
1130         }
1131
1132 out:
1133         local_irq_restore(flags);
1134         put_cpu();
1135 }
1136
1137 void free_hot_page(struct page *page)
1138 {
1139         trace_mm_page_free_direct(page, 0);
1140         free_hot_cold_page(page, 0);
1141 }
1142         
1143 /*
1144  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1145  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1146  * Each sub-page must be freed individually.
1147  *
1148  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1149  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1150  */
1151 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1152 {
1153         int i;
1154
1155         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1156         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1157
1158 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1159         /*
1160          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1161          * otherwise free the whole shadow.
1162          */
1163         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1164                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1165 #endif
1166
1167         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1168                 set_page_refcounted(page + i);
1169 }
1170
1171 /*
1172  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1173  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1174  * or two.
1175  */
1176 static inline
1177 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1178                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1179                         int migratetype)
1180 {
1181         unsigned long flags;
1182         struct page *page;
1183         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1184         int cpu;
1185
1186 again:
1187         cpu  = get_cpu();
1188         if (likely(order == 0)) {
1189                 struct per_cpu_pages *pcp;
1190                 struct list_head *list;
1191
1192                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1193                 list = &pcp->lists[migratetype];
1194                 local_irq_save(flags);
1195                 if (list_empty(list)) {
1196                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1197                                         pcp->batch, list,
1198                                         migratetype, cold);
1199                         if (unlikely(list_empty(list)))
1200                                 goto failed;
1201                 }
1202
1203                 if (cold)
1204                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1205                 else
1206                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1207
1208                 list_del(&page->lru);
1209                 pcp->count--;
1210         } else {
1211                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1212                         /*
1213                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1214                          *
1215                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1216                          * properly detect and handle allocation failures.
1217                          *
1218                          * We most definitely don't want callers attempting to
1219                          * allocate greater than order-1 page units with
1220                          * __GFP_NOFAIL.
1221                          */
1222                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1223                 }
1224                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1225                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1226                 spin_unlock(&zone->lock);
1227                 if (!page)
1228                         goto failed;
1229                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << order));
1230         }
1231
1232         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1233         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1234         local_irq_restore(flags);
1235         put_cpu();
1236
1237         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1238         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1239                 goto again;
1240         return page;
1241
1242 failed:
1243         local_irq_restore(flags);
1244         put_cpu();
1245         return NULL;
1246 }
1247
1248 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1249 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1250 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1251 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1252 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1253
1254 /* Mask to get the watermark bits */
1255 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1256
1257 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1258 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1259 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1260
1261 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1262
1263 static struct fail_page_alloc_attr {
1264         struct fault_attr attr;
1265
1266         u32 ignore_gfp_highmem;
1267         u32 ignore_gfp_wait;
1268         u32 min_order;
1269
1270 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1271
1272         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1273         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1274         struct dentry *min_order_file;
1275
1276 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1277
1278 } fail_page_alloc = {
1279         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1280         .ignore_gfp_wait = 1,
1281         .ignore_gfp_highmem = 1,
1282         .min_order = 1,
1283 };
1284
1285 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1286 {
1287         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1288 }
1289 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1290
1291 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1292 {
1293         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1294                 return 0;
1295         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1296                 return 0;
1297         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1298                 return 0;
1299         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1300                 return 0;
1301
1302         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1303 }
1304
1305 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1306
1307 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1308 {
1309         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1310         struct dentry *dir;
1311         int err;
1312
1313         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1314                                        "fail_page_alloc");
1315         if (err)
1316                 return err;
1317         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1318
1319         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1320                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1321                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1322
1323         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1324                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1325                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1326         fail_page_alloc.min_order_file =
1327                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1328                                    &fail_page_alloc.min_order);
1329
1330         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1331             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1332             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1333                 err = -ENOMEM;
1334                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1335                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1336                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1337                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1338         }
1339
1340         return err;
1341 }
1342
1343 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1344
1345 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1346
1347 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1348
1349 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1350 {
1351         return 0;
1352 }
1353
1354 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1355
1356 /*
1357  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1358  * of the allocation.
1359  */
1360 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1361                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1362 {
1363         /* free_pages my go negative - that's OK */
1364         long min = mark;
1365         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1366         int o;
1367
1368         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1369                 min -= min / 2;
1370         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1371                 min -= min / 4;
1372
1373         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1374                 return 0;
1375         for (o = 0; o < order; o++) {
1376                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1377                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1378
1379                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1380                 min >>= 1;
1381
1382                 if (free_pages <= min)
1383                         return 0;
1384         }
1385         return 1;
1386 }
1387
1388 #ifdef CONFIG_NUMA
1389 /*
1390  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1391  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1392  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1393  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1394  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1395  *
1396  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1397  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1398  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1399  *
1400  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1401  * nothing and returns NULL.
1402  *
1403  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1404  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1405  *
1406  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1407  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1408  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1409  * quickly as we can.
1410  */
1411 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1412 {
1413         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1414         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1415
1416         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1417         if (!zlc)
1418                 return NULL;
1419
1420         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1421                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1422                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1423         }
1424
1425         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1426                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1427                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1428         return allowednodes;
1429 }
1430
1431 /*
1432  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1433  * if it is worth looking at further for free memory:
1434  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1435  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1436  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1437  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1438  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1439  * else return false (zero) if it is not.
1440  *
1441  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1442  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1443  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1444  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1445  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1446  * into the second scan of the zonelist.
1447  *
1448  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1449  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1450  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1451  * unturned looking for a free page.
1452  */
1453 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1454                                                 nodemask_t *allowednodes)
1455 {
1456         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1457         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1458         int n;                          /* node that zone *z is on */
1459
1460         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1461         if (!zlc)
1462                 return 1;
1463
1464         i = z - zonelist->_zonerefs;
1465         n = zlc->z_to_n[i];
1466
1467         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1468         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1469 }
1470
1471 /*
1472  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1473  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1474  * from that zone don't waste time re-examining it.
1475  */
1476 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1477 {
1478         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1479         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1480
1481         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1482         if (!zlc)
1483                 return;
1484
1485         i = z - zonelist->_zonerefs;
1486
1487         set_bit(i, zlc->fullzones);
1488 }
1489
1490 #else   /* CONFIG_NUMA */
1491
1492 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1493 {
1494         return NULL;
1495 }
1496
1497 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1498                                 nodemask_t *allowednodes)
1499 {
1500         return 1;
1501 }
1502
1503 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1504 {
1505 }
1506 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1507
1508 /*
1509  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1510  * a page.
1511  */
1512 static struct page *
1513 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1514                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1515                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1516 {
1517         struct zoneref *z;
1518         struct page *page = NULL;
1519         int classzone_idx;
1520         struct zone *zone;
1521         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1522         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1523         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1524
1525         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1526 zonelist_scan:
1527         /*
1528          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1529          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1530          */
1531         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1532                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1533                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1534                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1535                                 continue;
1536                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1537                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1538                                 goto try_next_zone;
1539
1540                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1541                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1542                         unsigned long mark;
1543                         int ret;
1544
1545                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1546                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1547                                     classzone_idx, alloc_flags))
1548                                 goto try_this_zone;
1549
1550                         if (zone_reclaim_mode == 0)
1551                                 goto this_zone_full;
1552
1553                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1554                         switch (ret) {
1555                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1556                                 /* did not scan */
1557                                 goto try_next_zone;
1558                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1559                                 /* scanned but unreclaimable */
1560                                 goto this_zone_full;
1561                         default:
1562                                 /* did we reclaim enough */
1563                                 if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1564                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1565                                         goto this_zone_full;
1566                         }
1567                 }
1568
1569 try_this_zone:
1570                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1571                                                 gfp_mask, migratetype);
1572                 if (page)
1573                         break;
1574 this_zone_full:
1575                 if (NUMA_BUILD)
1576                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1577 try_next_zone:
1578                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1579                         /*
1580                          * we do zlc_setup after the first zone is tried but only
1581                          * if there are multiple nodes make it worthwhile
1582                          */
1583                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1584                         zlc_active = 1;
1585                         did_zlc_setup = 1;
1586                 }
1587         }
1588
1589         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1590                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1591                 zlc_active = 0;
1592                 goto zonelist_scan;
1593         }
1594         return page;
1595 }
1596
1597 static inline int
1598 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1599                                 unsigned long pages_reclaimed)
1600 {
1601         /* Do not loop if specifically requested */
1602         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1603                 return 0;
1604
1605         /*
1606          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1607          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1608          * implementations.
1609          */
1610         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1611                 return 1;
1612
1613         /*
1614          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1615          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1616          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1617          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1618          * allocation still fails, we stop retrying.
1619          */
1620         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1621                 return 1;
1622
1623         /*
1624          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1625          * explicitly requests that.
1626          */
1627         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1628                 return 1;
1629
1630         return 0;
1631 }
1632
1633 static inline struct page *
1634 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1635         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1636         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1637         int migratetype)
1638 {
1639         struct page *page;
1640
1641         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1642         if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1643                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1644                 return NULL;
1645         }
1646
1647         /*
1648          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1649          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1650          * we're still under heavy pressure.
1651          */
1652         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1653                 order, zonelist, high_zoneidx,
1654                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1655                 preferred_zone, migratetype);
1656         if (page)
1657                 goto out;
1658
1659         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
1660                 /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1661                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1662                         goto out;
1663                 /*
1664                  * GFP_THISNODE contains __GFP_NORETRY and we never hit this.
1665                  * Sanity check for bare calls of __GFP_THISNODE, not real OOM.
1666                  * The caller should handle page allocation failure by itself if
1667                  * it specifies __GFP_THISNODE.
1668                  * Note: Hugepage uses it but will hit PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER.
1669                  */
1670                 if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
1671                         goto out;
1672         }
1673         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1674         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order, nodemask);
1675
1676 out:
1677         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1678         return page;
1679 }
1680
1681 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1682 static inline struct page *
1683 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1684         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1685         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1686         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
1687 {
1688         struct page *page = NULL;
1689         struct reclaim_state reclaim_state;
1690         struct task_struct *p = current;
1691
1692         cond_resched();
1693
1694         /* We now go into synchronous reclaim */
1695         cpuset_memory_pressure_bump();
1696         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1697         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1698         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1699         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1700
1701         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1702
1703         p->reclaim_state = NULL;
1704         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1705         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1706
1707         cond_resched();
1708
1709         if (order != 0)
1710                 drain_all_pages();
1711
1712         if (likely(*did_some_progress))
1713                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1714                                         zonelist, high_zoneidx,
1715                                         alloc_flags, preferred_zone,
1716                                         migratetype);
1717         return page;
1718 }
1719
1720 /*
1721  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
1722  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
1723  */
1724 static inline struct page *
1725 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1726         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1727         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1728         int migratetype)
1729 {
1730         struct page *page;
1731
1732         do {
1733                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1734                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
1735                         preferred_zone, migratetype);
1736
1737                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1738                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
1739         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
1740
1741         return page;
1742 }
1743
1744 static inline
1745 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
1746                                                 enum zone_type high_zoneidx)
1747 {
1748         struct zoneref *z;
1749         struct zone *zone;
1750
1751         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1752                 wakeup_kswapd(zone, order);
1753 }
1754
1755 static inline int
1756 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
1757 {
1758         struct task_struct *p = current;
1759         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
1760         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1761
1762         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
1763         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != ALLOC_HIGH);
1764
1765         /*
1766          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1767          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1768          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1769          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1770          */
1771         alloc_flags |= (gfp_mask & __GFP_HIGH);
1772
1773         if (!wait) {
1774                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1775                 /*
1776                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1777                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1778                  */
1779                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
1780         } else if (unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt())
1781                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1782
1783         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
1784                 if (!in_interrupt() &&
1785                     ((p->flags & PF_MEMALLOC) ||
1786                      unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
1787                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
1788         }
1789
1790         return alloc_flags;
1791 }
1792
1793 static inline struct page *
1794 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1795         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1796         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1797         int migratetype)
1798 {
1799         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1800         struct page *page = NULL;
1801         int alloc_flags;
1802         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1803         unsigned long did_some_progress;
1804         struct task_struct *p = current;
1805
1806         /*
1807          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
1808          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
1809          * be using allocators in order of preference for an area that is
1810          * too large.
1811          */
1812         if (order >= MAX_ORDER) {
1813                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
1814                 return NULL;
1815         }
1816
1817         /*
1818          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1819          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1820          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1821          * using a larger set of nodes after it has established that the
1822          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1823          * over allocated.
1824          */
1825         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1826                 goto nopage;
1827
1828 restart:
1829         wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx);
1830
1831         /*
1832          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1833          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1834          * to how we want to proceed.
1835          */
1836         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
1837
1838         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
1839         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1840                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
1841                         preferred_zone, migratetype);
1842         if (page)
1843                 goto got_pg;
1844
1845 rebalance:
1846         /* Allocate without watermarks if the context allows */
1847         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
1848                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
1849                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1850                                 preferred_zone, migratetype);
1851                 if (page)
1852                         goto got_pg;
1853         }
1854
1855         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1856         if (!wait)
1857                 goto nopage;
1858
1859         /* Avoid recursion of direct reclaim */
1860         if (p->flags & PF_MEMALLOC)
1861                 goto nopage;
1862
1863         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
1864         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
1865                 goto nopage;
1866
1867         /* Try direct reclaim and then allocating */
1868         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
1869                                         zonelist, high_zoneidx,
1870                                         nodemask,
1871                                         alloc_flags, preferred_zone,
1872                                         migratetype, &did_some_progress);
1873         if (page)
1874                 goto got_pg;
1875
1876         /*
1877          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
1878          * running out of options and have to consider going OOM
1879          */
1880         if (!did_some_progress) {
1881                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1882                         if (oom_killer_disabled)
1883                                 goto nopage;
1884                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
1885                                         zonelist, high_zoneidx,
1886                                         nodemask, preferred_zone,
1887                                         migratetype);
1888                         if (page)
1889                                 goto got_pg;
1890
1891                         /*
1892                          * The OOM killer does not trigger for high-order
1893                          * ~__GFP_NOFAIL allocations so if no progress is being
1894                          * made, there are no other options and retrying is
1895                          * unlikely to help.
1896                          */
1897                         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
1898                                                 !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
1899                                 goto nopage;
1900
1901                         goto restart;
1902                 }
1903         }
1904
1905         /* Check if we should retry the allocation */
1906         pages_reclaimed += did_some_progress;
1907         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
1908                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
1909                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
1910                 goto rebalance;
1911         }
1912
1913 nopage:
1914         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1915                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1916                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1917                         p->comm, order, gfp_mask);
1918                 dump_stack();
1919                 show_mem();
1920         }
1921         return page;
1922 got_pg:
1923         if (kmemcheck_enabled)
1924                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
1925         return page;
1926
1927 }
1928
1929 /*
1930  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1931  */
1932 struct page *
1933 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1934                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1935 {
1936         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1937         struct zone *preferred_zone;
1938         struct page *page;
1939         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
1940
1941         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
1942
1943         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
1944
1945         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
1946
1947         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1948                 return NULL;
1949
1950         /*
1951          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
1952          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
1953          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
1954          */
1955         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
1956                 return NULL;
1957
1958         /* The preferred zone is used for statistics later */
1959         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask, &preferred_zone);
1960         if (!preferred_zone)
1961                 return NULL;
1962
1963         /* First allocation attempt */
1964         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1965                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
1966                         preferred_zone, migratetype);
1967         if (unlikely(!page))
1968                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
1969                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1970                                 preferred_zone, migratetype);
1971
1972         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
1973         return page;
1974 }
1975 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
1976
1977 /*
1978  * Common helper functions.
1979  */
1980 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1981 {
1982         struct page *page;
1983
1984         /*
1985          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
1986          * a highmem page
1987          */
1988         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1989
1990         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1991         if (!page)
1992                 return 0;
1993         return (unsigned long) page_address(page);
1994 }
1995 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1996
1997 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1998 {
1999         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2000 }
2001 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2002
2003 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
2004 {
2005         int i = pagevec_count(pvec);
2006
2007         while (--i >= 0) {
2008                 trace_mm_pagevec_free(pvec->pages[i], pvec->cold);
2009                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
2010         }
2011 }
2012
2013 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2014 {
2015         if (put_page_testzero(page)) {
2016                 trace_mm_page_free_direct(page, order);
2017                 if (order == 0)
2018                         free_hot_page(page);
2019                 else
2020                         __free_pages_ok(page, order);
2021         }
2022 }
2023
2024 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2025
2026 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2027 {
2028         if (addr != 0) {
2029                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2030                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2031         }
2032 }
2033
2034 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2035
2036 /**
2037  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2038  * @size: the number of bytes to allocate
2039  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2040  *
2041  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2042  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2043  * allocate memory in power-of-two pages.
2044  *
2045  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2046  *
2047  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2048  */
2049 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2050 {
2051         unsigned int order = get_order(size);
2052         unsigned long addr;
2053
2054         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2055         if (addr) {
2056                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2057                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2058
2059                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2060                 while (used < alloc_end) {
2061                         free_page(used);
2062                         used += PAGE_SIZE;
2063                 }
2064         }
2065
2066         return (void *)addr;
2067 }
2068 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2069
2070 /**
2071  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2072  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2073  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2074  *
2075  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2076  */
2077 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2078 {
2079         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2080         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2081
2082         while (addr < end) {
2083                 free_page(addr);
2084                 addr += PAGE_SIZE;
2085         }
2086 }
2087 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2088
2089 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
2090 {
2091         struct zoneref *z;
2092         struct zone *zone;
2093
2094         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2095         unsigned int sum = 0;
2096
2097         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2098
2099         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2100                 unsigned long size = zone->present_pages;
2101                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2102                 if (size > high)
2103                         sum += size - high;
2104         }
2105
2106         return sum;
2107 }
2108
2109 /*
2110  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
2111  */
2112 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
2113 {
2114         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2115 }
2116 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2117
2118 /*
2119  * Amount of free RAM allocatable within all zones
2120  */
2121 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
2122 {
2123         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2124 }
2125
2126 static inline void show_node(struct zone *zone)
2127 {
2128         if (NUMA_BUILD)
2129                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2130 }
2131
2132 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2133 {
2134         val->totalram = totalram_pages;
2135         val->sharedram = 0;
2136         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2137         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2138         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2139         val->freehigh = nr_free_highpages();
2140         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2141 }
2142
2143 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2144
2145 #ifdef CONFIG_NUMA
2146 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2147 {
2148         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2149
2150         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2151         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2152 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2153         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2154         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2155                         NR_FREE_PAGES);
2156 #else
2157         val->totalhigh = 0;
2158         val->freehigh = 0;
2159 #endif
2160         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2161 }
2162 #endif
2163
2164 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2165
2166 /*
2167  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2168  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2169  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2170  */
2171 void show_free_areas(void)
2172 {
2173         int cpu;
2174         struct zone *zone;
2175
2176         for_each_populated_zone(zone) {
2177                 show_node(zone);
2178                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2179
2180                 for_each_online_cpu(cpu) {
2181                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2182
2183                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
2184
2185                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2186                                cpu, pageset->pcp.high,
2187                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2188                 }
2189         }
2190
2191         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
2192                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
2193                 " unevictable:%lu"
2194                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2195                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
2196                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2197                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2198                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2199                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
2200                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2201                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2202                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
2203                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2204                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2205                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2206                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2207                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2208                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
2209                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2210                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2211                 global_page_state(NR_SHMEM),
2212                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2213                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2214
2215         for_each_populated_zone(zone) {
2216                 int i;
2217
2218                 show_node(zone);
2219                 printk("%s"
2220                         " free:%lukB"
2221                         " min:%lukB"
2222                         " low:%lukB"
2223                         " high:%lukB"
2224                         " active_anon:%lukB"
2225                         " inactive_anon:%lukB"
2226                         " active_file:%lukB"
2227                         " inactive_file:%lukB"
2228                         " unevictable:%lukB"
2229                         " isolated(anon):%lukB"
2230                         " isolated(file):%lukB"
2231                         " present:%lukB"
2232                         " mlocked:%lukB"
2233                         " dirty:%lukB"
2234                         " writeback:%lukB"
2235                         " mapped:%lukB"
2236                         " shmem:%lukB"
2237                         " slab_reclaimable:%lukB"
2238                         " slab_unreclaimable:%lukB"
2239                         " kernel_stack:%lukB"
2240                         " pagetables:%lukB"
2241                         " unstable:%lukB"
2242                         " bounce:%lukB"
2243                         " writeback_tmp:%lukB"
2244                         " pages_scanned:%lu"
2245                         " all_unreclaimable? %s"
2246                         "\n",
2247                         zone->name,
2248                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2249                         K(min_wmark_pages(zone)),
2250                         K(low_wmark_pages(zone)),
2251                         K(high_wmark_pages(zone)),
2252                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2253                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2254                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2255                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2256                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2257                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
2258                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
2259                         K(zone->present_pages),
2260                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
2261                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
2262                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
2263                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
2264                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
2265                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
2266                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
2267                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
2268                                 THREAD_SIZE / 1024,
2269                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
2270                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
2271                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
2272                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
2273                         zone->pages_scanned,
2274                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
2275                         );
2276                 printk("lowmem_reserve[]:");
2277                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2278                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2279                 printk("\n");
2280         }
2281
2282         for_each_populated_zone(zone) {
2283                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2284
2285                 show_node(zone);
2286                 printk("%s: ", zone->name);
2287
2288                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2289                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2290                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2291                         total += nr[order] << order;
2292                 }
2293                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2294                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2295                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2296                 printk("= %lukB\n", K(total));
2297         }
2298
2299         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2300
2301         show_swap_cache_info();
2302 }
2303
2304 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2305 {
2306         zoneref->zone = zone;
2307         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2308 }
2309
2310 /*
2311  * Builds allocation fallback zone lists.
2312  *
2313  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2314  */
2315 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2316                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2317 {
2318         struct zone *zone;
2319
2320         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2321         zone_type++;
2322
2323         do {
2324                 zone_type--;
2325                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2326                 if (populated_zone(zone)) {
2327                         zoneref_set_zone(zone,
2328                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2329                         check_highest_zone(zone_type);
2330                 }
2331
2332         } while (zone_type);
2333         return nr_zones;
2334 }
2335
2336
2337 /*
2338  *  zonelist_order:
2339  *  0 = automatic detection of better ordering.
2340  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2341  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2342  *
2343  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2344  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2345  */
2346 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2347 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2348 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2349
2350 /* zonelist order in the kernel.
2351  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2352  */
2353 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2354 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2355
2356
2357 #ifdef CONFIG_NUMA
2358 /* The value user specified ....changed by config */
2359 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2360 /* string for sysctl */
2361 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2362 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2363
2364 /*
2365  * interface for configure zonelist ordering.
2366  * command line option "numa_zonelist_order"
2367  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2368  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2369  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2370  */
2371
2372 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2373 {
2374         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2375                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2376         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2377                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2378         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2379                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2380         } else {
2381                 printk(KERN_WARNING
2382                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2383                         "%s\n", s);
2384                 return -EINVAL;
2385         }
2386         return 0;
2387 }
2388
2389 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2390 {
2391         if (s)
2392                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2393         return 0;
2394 }
2395 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2396
2397 /*
2398  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2399  */
2400 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2401                 void __user *buffer, size_t *length,
2402                 loff_t *ppos)
2403 {
2404         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2405         int ret;
2406         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
2407
2408         mutex_lock(&zl_order_mutex);
2409         if (write)
2410                 strcpy(saved_string, (char*)table->data);
2411         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
2412         if (ret)
2413                 goto out;
2414         if (write) {
2415                 int oldval = user_zonelist_order;
2416                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2417                         /*
2418                          * bogus value.  restore saved string
2419                          */
2420                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2421                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2422                         user_zonelist_order = oldval;
2423                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2424                         build_all_zonelists();
2425         }
2426 out:
2427         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
2428         return ret;
2429 }
2430
2431
2432 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
2433 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2434
2435 /**
2436  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2437  * @node: node whose fallback list we're appending
2438  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2439  *
2440  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2441  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2442  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2443  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2444  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2445  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2446  * on them otherwise.
2447  * It returns -1 if no node is found.
2448  */
2449 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2450 {
2451         int n, val;
2452         int min_val = INT_MAX;
2453         int best_node = -1;
2454         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2455
2456         /* Use the local node if we haven't already */
2457         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2458                 node_set(node, *used_node_mask);
2459                 return node;
2460         }
2461
2462         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2463
2464                 /* Don't want a node to appear more than once */
2465                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2466                         continue;
2467
2468                 /* Use the distance array to find the distance */
2469                 val = node_distance(node, n);
2470
2471                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2472                 val += (n < node);
2473
2474                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2475                 tmp = cpumask_of_node(n);
2476                 if (!cpumask_empty(tmp))
2477                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2478
2479                 /* Slight preference for less loaded node */
2480                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2481                 val += node_load[n];
2482
2483                 if (val < min_val) {
2484                         min_val = val;
2485                         best_node = n;
2486                 }
2487         }
2488
2489         if (best_node >= 0)
2490                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2491
2492         return best_node;
2493 }
2494
2495
2496 /*
2497  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2498  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2499  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2500  */
2501 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2502 {
2503         int j;
2504         struct zonelist *zonelist;
2505
2506         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2507         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2508                 ;
2509         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2510                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2511         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2512         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2513 }
2514
2515 /*
2516  * Build gfp_thisnode zonelists
2517  */
2518 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2519 {
2520         int j;
2521         struct zonelist *zonelist;
2522
2523         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2524         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2525         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2526         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2527 }
2528
2529 /*
2530  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2531  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2532  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2533  * may still exist in local DMA zone.
2534  */
2535 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2536
2537 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2538 {
2539         int pos, j, node;
2540         int zone_type;          /* needs to be signed */
2541         struct zone *z;
2542         struct zonelist *zonelist;
2543
2544         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2545         pos = 0;
2546         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2547                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2548                         node = node_order[j];
2549                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2550                         if (populated_zone(z)) {
2551                                 zoneref_set_zone(z,
2552                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2553                                 check_highest_zone(zone_type);
2554                         }
2555                 }
2556         }
2557         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2558         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2559 }
2560
2561 static int default_zonelist_order(void)
2562 {
2563         int nid, zone_type;
2564         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2565         struct zone *z;
2566         int average_size;
2567         /*
2568          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2569          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2570          * into OOM very easily.
2571          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2572          */
2573         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2574         low_kmem_size = 0;
2575         total_size = 0;
2576         for_each_online_node(nid) {
2577                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2578                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2579                         if (populated_zone(z)) {
2580                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2581                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2582                                 total_size += z->present_pages;
2583                         }
2584                 }
2585         }
2586         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2587             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2588                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2589         /*
2590          * look into each node's config.
2591          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2592          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2593          */
2594         average_size = total_size /
2595                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2596         for_each_online_node(nid) {
2597                 low_kmem_size = 0;
2598                 total_size = 0;
2599                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2600                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2601                         if (populated_zone(z)) {
2602                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2603                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2604                                 total_size += z->present_pages;
2605                         }
2606                 }
2607                 if (low_kmem_size &&
2608                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2609                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2610                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2611         }
2612         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2613 }
2614
2615 static void set_zonelist_order(void)
2616 {
2617         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2618                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2619         else
2620                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2621 }
2622
2623 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2624 {
2625         int j, node, load;
2626         enum zone_type i;
2627         nodemask_t used_mask;
2628         int local_node, prev_node;
2629         struct zonelist *zonelist;
2630         int order = current_zonelist_order;
2631
2632         /* initialize zonelists */
2633         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2634                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2635                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2636                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2637         }
2638
2639         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2640         local_node = pgdat->node_id;
2641         load = nr_online_nodes;
2642         prev_node = local_node;
2643         nodes_clear(used_mask);
2644
2645         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2646         j = 0;
2647
2648         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2649                 int distance = node_distance(local_node, node);
2650
2651                 /*
2652                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2653                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2654                  */
2655                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2656                         zone_reclaim_mode = 1;
2657
2658                 /*
2659                  * We don't want to pressure a particular node.
2660                  * So adding penalty to the first node in same
2661                  * distance group to make it round-robin.
2662                  */
2663                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2664                         node_load[node] = load;
2665
2666                 prev_node = node;
2667                 load--;
2668                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2669                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2670                 else
2671                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2672         }
2673
2674         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2675                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2676                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2677         }
2678
2679         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2680 }
2681
2682 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2683 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2684 {
2685         struct zonelist *zonelist;
2686         struct zonelist_cache *zlc;
2687         struct zoneref *z;
2688
2689         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2690         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2691         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2692         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2693                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2694 }
2695
2696
2697 #else   /* CONFIG_NUMA */
2698
2699 static void set_zonelist_order(void)
2700 {
2701         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2702 }
2703
2704 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2705 {
2706         int node, local_node;
2707         enum zone_type j;
2708         struct zonelist *zonelist;
2709
2710         local_node = pgdat->node_id;
2711
2712         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2713         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2714
2715         /*
2716          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2717          * of all the other nodes.
2718          * We don't want to pressure a particular node, so when
2719          * building the zones for node N, we make sure that the
2720          * zones coming right after the local ones are those from
2721          * node N+1 (modulo N)
2722          */
2723         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2724                 if (!node_online(node))
2725                         continue;
2726                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2727                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2728         }
2729         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2730                 if (!node_online(node))
2731                         continue;
2732                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2733                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2734         }
2735
2736         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2737         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2738 }
2739
2740 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2741 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2742 {
2743         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2744 }
2745
2746 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2747
2748 /* return values int ....just for stop_machine() */
2749 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2750 {
2751         int nid;
2752
2753 #ifdef CONFIG_NUMA
2754         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2755 #endif
2756         for_each_online_node(nid) {
2757                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2758
2759                 build_zonelists(pgdat);
2760                 build_zonelist_cache(pgdat);
2761         }
2762         return 0;
2763 }
2764
2765 void build_all_zonelists(void)
2766 {
2767         set_zonelist_order();
2768
2769         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2770                 __build_all_zonelists(NULL);
2771                 mminit_verify_zonelist();
2772                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2773         } else {
2774                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2775                    of zonelist */
2776                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2777                 /* cpuset refresh routine should be here */
2778         }
2779         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2780         /*
2781          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2782          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2783          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2784          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2785          * disabled and enable it later
2786          */
2787         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2788                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2789         else
2790                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2791
2792         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2793                 "Total pages: %ld\n",
2794                         nr_online_nodes,
2795                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2796                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2797                         vm_total_pages);
2798 #ifdef CONFIG_NUMA
2799         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2800 #endif
2801 }
2802
2803 /*
2804  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2805  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2806  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2807  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2808  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2809  * conservative, even though it seems large.
2810  *
2811  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2812  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2813  */
2814 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2815
2816 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2817 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2818 {
2819         unsigned long size = 1;
2820
2821         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2822
2823         while (size < pages)
2824                 size <<= 1;
2825
2826         /*
2827          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2828          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2829          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2830          */
2831         size = min(size, 4096UL);
2832
2833         return max(size, 4UL);
2834 }
2835 #else
2836 /*
2837  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2838  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2839  *
2840  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2841  *
2842  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2843  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2844  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2845  *
2846  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2847  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2848  *
2849  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2850  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2851  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2852  */
2853 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2854 {
2855         return 4096UL;
2856 }
2857 #endif
2858
2859 /*
2860  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2861  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2862  * hash function before the remainder is taken.
2863  */
2864 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2865 {
2866         return ffz(~size);
2867 }
2868
2869 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2870
2871 /*
2872  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2873  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
2874  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2875  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2876  * blocks as reclaim kicks in
2877  */
2878 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2879 {
2880         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2881         struct page *page;
2882         unsigned long block_migratetype;
2883         int reserve;
2884
2885         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2886         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2887         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2888         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
2889                                                         pageblock_order;
2890
2891         /*
2892          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
2893          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
2894          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
2895          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
2896          * future allocation of hugepages at runtime.
2897          */
2898         reserve = min(2, reserve);
2899
2900         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2901                 if (!pfn_valid(pfn))
2902                         continue;
2903                 page = pfn_to_page(pfn);
2904
2905                 /* Watch out for overlapping nodes */
2906                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2907                         continue;
2908
2909                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2910                 if (PageReserved(page))
2911                         continue;
2912
2913                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2914
2915                 /* If this block is reserved, account for it */
2916                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2917                         reserve--;
2918                         continue;
2919                 }
2920
2921                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2922                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2923                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2924                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2925                         reserve--;
2926                         continue;
2927                 }
2928
2929                 /*
2930                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2931                  * take it back
2932                  */
2933                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2934                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2935                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2936                 }
2937         }
2938 }
2939
2940 /*
2941  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2942  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2943  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2944  */
2945 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2946                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2947 {
2948         struct page *page;
2949         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2950         unsigned long pfn;
2951         struct zone *z;
2952
2953         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
2954                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
2955
2956         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2957         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2958                 /*
2959                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2960                  * handed to this function.  They do not
2961                  * exist on hotplugged memory.
2962                  */
2963                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2964                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2965                                 continue;
2966                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2967                                 continue;
2968                 }
2969                 page = pfn_to_page(pfn);
2970                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2971                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2972                 init_page_count(page);
2973                 reset_page_mapcount(page);
2974                 SetPageReserved(page);
2975                 /*
2976                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2977                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2978                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2979                  * the address space during boot when many long-lived
2980                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2981                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2982                  * setup_zone_migrate_reserve()
2983                  *
2984                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2985                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2986                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2987                  * pfn out of zone.
2988                  */
2989                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2990                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2991                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2992                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2993
2994                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2995 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2996                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2997                 if (!is_highmem_idx(zone))
2998                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2999 #endif
3000         }
3001 }
3002
3003 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3004 {
3005         int order, t;
3006         for_each_migratetype_order(order, t) {
3007                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3008                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3009         }
3010 }
3011
3012 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3013 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3014         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3015 #endif
3016
3017 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
3018 {
3019 #ifdef CONFIG_MMU
3020         int batch;
3021
3022         /*
3023          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3024          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
3025          *
3026          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
3027          */
3028         batch = zone->present_pages / 1024;
3029         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
3030                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
3031         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
3032         if (batch < 1)
3033                 batch = 1;
3034
3035         /*
3036          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
3037          * of 2 value was found to be more likely to have
3038          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
3039          *
3040          * For example if 2 tasks are alternately allocating
3041          * batches of pages, one task can end up with a lot
3042          * of pages of one half of the possible page colors
3043          * and the other with pages of the other colors.
3044          */
3045         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
3046
3047         return batch;
3048
3049 #else
3050         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
3051          * conditions.
3052          *
3053          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
3054          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
3055          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
3056          *
3057          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
3058          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
3059          * can be a significant delay between the individual batches being
3060          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
3061          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
3062          */
3063         return 0;
3064 #endif
3065 }
3066
3067 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
3068 {
3069         struct per_cpu_pages *pcp;
3070         int migratetype;
3071
3072         memset(p, 0, sizeof(*p));
3073
3074         pcp = &p->pcp;
3075         pcp->count = 0;
3076         pcp->high = 6 * batch;
3077         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
3078         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
3079                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
3080 }
3081
3082 /*
3083  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
3084  * to the value high for the pageset p.
3085  */
3086
3087 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
3088                                 unsigned long high)
3089 {
3090         struct per_cpu_pages *pcp;
3091
3092         pcp = &p->pcp;
3093         pcp->high = high;
3094         pcp->batch = max(1UL, high/4);
3095         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
3096                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
3097 }
3098
3099
3100 #ifdef CONFIG_NUMA
3101 /*
3102  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
3103  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
3104  * that an item put on a list will immediately be handed over to
3105  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
3106  * with interrupts disabled.
3107  *
3108  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
3109  *
3110  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
3111  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
3112  * hotplugged processors.
3113  *
3114  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
3115  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
3116  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
3117  */
3118 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
3119
3120 /*
3121  * Dynamically allocate memory for the
3122  * per cpu pageset array in struct zone.
3123  */
3124 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
3125 {
3126         struct zone *zone, *dzone;
3127         int node = cpu_to_node(cpu);
3128
3129         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
3130
3131         for_each_populated_zone(zone) {
3132                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
3133                                          GFP_KERNEL, node);
3134                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
3135                         goto bad;
3136
3137                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
3138
3139                 if (percpu_pagelist_fraction)
3140                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
3141                             (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
3142         }
3143
3144         return 0;
3145 bad:
3146         for_each_zone(dzone) {
3147                 if (!populated_zone(dzone))
3148                         continue;
3149                 if (dzone == zone)
3150                         break;
3151                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
3152                 zone_pcp(dzone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
3153         }
3154         return -ENOMEM;
3155 }
3156
3157 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
3158 {
3159         struct zone *zone;
3160
3161         for_each_zone(zone) {
3162                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
3163
3164                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
3165                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
3166                         kfree(pset);
3167                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
3168         }
3169 }
3170
3171 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3172                 unsigned long action,
3173                 void *hcpu)
3174 {
3175         int cpu = (long)hcpu;
3176         int ret = NOTIFY_OK;
3177
3178         switch (action) {
3179         case CPU_UP_PREPARE:
3180         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3181                 if (process_zones(cpu))
3182                         ret = NOTIFY_BAD;
3183                 break;
3184         case CPU_UP_CANCELED:
3185         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3186         case CPU_DEAD:
3187         case CPU_DEAD_FROZEN:
3188                 free_zone_pagesets(cpu);
3189                 break;
3190         default:
3191                 break;
3192         }
3193         return ret;
3194 }
3195
3196 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
3197         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
3198
3199 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
3200 {
3201         int err;
3202
3203         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
3204          * A cpuup callback will do this for every cpu
3205          * as it comes online
3206          */
3207         err = process_zones(smp_processor_id());
3208         BUG_ON(err);
3209         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
3210 }
3211
3212 #endif
3213
3214 static noinline __init_refok
3215 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3216 {
3217         int i;
3218         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3219         size_t alloc_size;
3220
3221         /*
3222          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3223          * per zone.
3224          */
3225         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3226                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3227         zone->wait_table_bits =
3228                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3229         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3230                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3231
3232         if (!slab_is_available()) {
3233                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3234                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
3235         } else {
3236                 /*
3237                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3238                  * via memory hot-add.
3239                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3240                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3241                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3242                  * node itself as well.
3243                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3244                  * necessary.
3245                  */
3246                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3247         }
3248         if (!zone->wait_table)
3249                 return -ENOMEM;
3250
3251         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3252                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3253
3254         return 0;
3255 }
3256
3257 static int __zone_pcp_update(void *data)
3258 {
3259         struct zone *zone = data;
3260         int cpu;
3261         unsigned long batch = zone_batchsize(zone), flags;
3262
3263         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
3264                 struct per_cpu_pageset *pset;
3265                 struct per_cpu_pages *pcp;
3266
3267                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
3268                 pcp = &pset->pcp;
3269
3270                 local_irq_save(flags);
3271                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
3272                 setup_pageset(pset, batch);
3273                 local_irq_restore(flags);
3274         }
3275         return 0;
3276 }
3277
3278 void zone_pcp_update(struct zone *zone)
3279 {
3280         stop_machine(__zone_pcp_update, zone, NULL);
3281 }
3282
3283 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3284 {
3285         int cpu;
3286         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
3287
3288         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
3289 #ifdef CONFIG_NUMA
3290                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
3291                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
3292                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
3293 #else
3294                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
3295 #endif
3296         }
3297         if (zone->present_pages)
3298                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
3299                         zone->name, zone->present_pages, batch);
3300 }
3301
3302 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3303                                         unsigned long zone_start_pfn,
3304                                         unsigned long size,
3305                                         enum memmap_context context)
3306 {
3307         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3308         int ret;
3309         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3310         if (ret)
3311                 return ret;
3312         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3313
3314         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3315
3316         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3317                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3318                         pgdat->node_id,
3319                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3320                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3321
3322         zone_init_free_lists(zone);
3323
3324         return 0;
3325 }
3326
3327 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3328 /*
3329  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3330  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3331  */
3332 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3333 {
3334         int i;
3335
3336         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3337                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3338                         return i;
3339
3340         return -1;
3341 }
3342
3343 /*
3344  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3345  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3346  */
3347 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3348 {
3349         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3350                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3351                         return index;
3352
3353         return -1;
3354 }
3355
3356 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3357 /*
3358  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3359  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3360  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3361  * alternative
3362  */
3363 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3364 {
3365         int i;
3366
3367         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3368                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3369                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3370
3371                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3372                         return early_node_map[i].nid;
3373         }
3374         /* This is a memory hole */
3375         return -1;
3376 }
3377 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3378
3379 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3380 {
3381         int nid;
3382
3383         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3384         if (nid >= 0)
3385                 return nid;
3386         /* just returns 0 */
3387         return 0;
3388 }
3389
3390 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3391 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3392 {
3393         int nid;
3394
3395         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3396         if (nid >= 0 && nid != node)
3397                 return false;
3398         return true;
3399 }
3400 #endif
3401
3402 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3403 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3404         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3405                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3406
3407 /**
3408  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3409  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3410  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3411  *
3412  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3413  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3414  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3415  */
3416 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3417                                                 unsigned long max_low_pfn)
3418 {
3419         int i;
3420
3421         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3422                 unsigned long size_pages = 0;
3423                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3424
3425                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3426                         continue;
3427
3428                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3429                         end_pfn = max_low_pfn;
3430
3431                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3432                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3433                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3434                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3435         }
3436 }
3437
3438 int __init add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
3439                                    int nr_range, int nid)
3440 {
3441         int i;
3442         u64 start, end;
3443
3444         /* need to go over early_node_map to find out good range for node */
3445         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3446                 start = early_node_map[i].start_pfn;
3447                 end = early_node_map[i].end_pfn;
3448                 nr_range = add_range(range, az, nr_range, start, end);
3449         }
3450         return nr_range;
3451 }
3452
3453 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
3454 void * __init __alloc_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
3455                                         u64 goal, u64 limit)
3456 {
3457         int i;
3458         void *ptr;
3459
3460         /* need to go over early_node_map to find out good range for node */
3461         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3462                 u64 addr;
3463                 u64 ei_start, ei_last;
3464
3465                 ei_last = early_node_map[i].end_pfn;
3466                 ei_last <<= PAGE_SHIFT;
3467                 ei_start = early_node_map[i].start_pfn;
3468                 ei_start <<= PAGE_SHIFT;
3469                 addr = find_early_area(ei_start, ei_last,
3470                                          goal, limit, size, align);
3471
3472                 if (addr == -1ULL)
3473                         continue;
3474
3475 #if 0
3476                 printk(KERN_DEBUG "alloc (nid=%d %llx - %llx) (%llx - %llx) %llx %llx => %llx\n",
3477                                 nid,
3478                                 ei_start, ei_last, goal, limit, size,
3479                                 align, addr);
3480 #endif
3481
3482                 ptr = phys_to_virt(addr);
3483                 memset(ptr, 0, size);
3484                 reserve_early_without_check(addr, addr + size, "BOOTMEM");
3485                 return ptr;
3486         }
3487
3488         return NULL;
3489 }
3490 #endif
3491
3492
3493 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3494 {
3495         int i;
3496         int ret;
3497
3498         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3499                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3500                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3501                 if (ret)
3502                         break;
3503         }
3504 }
3505 /**
3506  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3507  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3508  *
3509  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3510  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3511  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3512  */
3513 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3514 {
3515         int i;
3516
3517         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3518                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3519                                 early_node_map[i].start_pfn,
3520                                 early_node_map[i].end_pfn);
3521 }
3522
3523 /**
3524  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3525  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3526  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3527  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3528  *
3529  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3530  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3531  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3532  * PFNs will be 0.
3533  */
3534 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3535                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3536 {
3537         int i;
3538         *start_pfn = -1UL;
3539         *end_pfn = 0;
3540
3541         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3542                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3543                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3544         }
3545
3546         if (*start_pfn == -1UL)
3547                 *start_pfn = 0;
3548 }
3549
3550 /*
3551  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3552  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3553  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3554  */
3555 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3556 {
3557         int zone_index;
3558         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3559                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3560                         continue;
3561
3562                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3563                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3564                         break;
3565         }
3566
3567         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3568         movable_zone = zone_index;
3569 }
3570
3571 /*
3572  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3573  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3574  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3575  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3576  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3577  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3578  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3579  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3580  */
3581 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3582                                         unsigned long zone_type,
3583                                         unsigned long node_start_pfn,
3584                                         unsigned long node_end_pfn,
3585                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3586                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3587 {
3588         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3589         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3590                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3591                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3592                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3593                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3594                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3595
3596                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3597                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3598                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3599                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3600
3601                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3602                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3603                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3604         }
3605 }
3606
3607 /*
3608  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3609  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3610  */
3611 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3612                                         unsigned long zone_type,
3613                                         unsigned long *ignored)
3614 {
3615         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3616         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3617
3618         /* Get the start and end of the node and zone */
3619         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3620         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3621         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3622         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3623                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3624                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3625
3626         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3627         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3628                 return 0;
3629
3630         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3631         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3632         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3633
3634         /* Return the spanned pages */
3635         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3636 }
3637
3638 /*
3639  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3640  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3641  */
3642 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3643                                 unsigned long range_start_pfn,
3644                                 unsigned long range_end_pfn)
3645 {
3646         int i = 0;
3647         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3648         unsigned long start_pfn;
3649
3650         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3651         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3652         if (i == -1)
3653                 return 0;
3654
3655         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3656
3657         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3658         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3659                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3660
3661         /* Find all holes for the zone within the node */
3662         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3663
3664                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3665                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3666                         break;
3667
3668                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3669                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3670                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3671
3672                 /* Update the hole size cound and move on */
3673                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3674                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3675                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3676                 }
3677                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3678         }
3679
3680         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3681         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3682                 hole_pages += range_end_pfn -
3683                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3684
3685         return hole_pages;
3686 }
3687
3688 /**
3689  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3690  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3691  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3692  *
3693  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3694  */
3695 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3696                                                         unsigned long end_pfn)
3697 {
3698         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3699 }
3700
3701 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3702 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3703                                         unsigned long zone_type,
3704                                         unsigned long *ignored)
3705 {
3706         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3707         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3708
3709         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3710         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3711                                                         node_start_pfn);
3712         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3713                                                         node_end_pfn);
3714
3715         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3716                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3717                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3718         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3719 }
3720
3721 #else
3722 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3723                                         unsigned long zone_type,
3724                                         unsigned long *zones_size)
3725 {
3726         return zones_size[zone_type];
3727 }
3728
3729 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3730                                                 unsigned long zone_type,
3731                                                 unsigned long *zholes_size)
3732 {
3733         if (!zholes_size)
3734                 return 0;
3735
3736         return zholes_size[zone_type];
3737 }
3738
3739 #endif
3740
3741 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3742                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3743 {
3744         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3745         enum zone_type i;
3746
3747         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3748                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3749                                                                 zones_size);
3750         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3751
3752         realtotalpages = totalpages;
3753         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3754                 realtotalpages -=
3755                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3756                                                                 zholes_size);
3757         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3758         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3759                                                         realtotalpages);
3760 }
3761
3762 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3763 /*
3764  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3765  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3766  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3767  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3768  * bytes.
3769  */
3770 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3771 {
3772         unsigned long usemapsize;
3773
3774         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3775         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3776         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3777         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3778
3779         return usemapsize / 8;
3780 }
3781
3782 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3783                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3784 {
3785         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3786         zone->pageblock_flags = NULL;
3787         if (usemapsize)
3788                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3789 }
3790 #else
3791 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3792                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3793 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3794
3795 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3796
3797 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3798 static inline int pageblock_default_order(void)
3799 {
3800         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3801                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3802
3803         return MAX_ORDER-1;
3804 }
3805
3806 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3807 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3808 {
3809         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3810         if (pageblock_order)
3811                 return;
3812
3813         /*
3814          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3815          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3816          */
3817         pageblock_order = order;
3818 }
3819 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3820
3821 /*
3822  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3823  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3824  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3825  * pageblock_order based on the kernel config
3826  */
3827 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3828 {
3829         return MAX_ORDER-1;
3830 }
3831 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3832
3833 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3834
3835 /*
3836  * Set up the zone data structures:
3837  *   - mark all pages reserved
3838  *   - mark all memory queues empty
3839  *   - clear the memory bitmaps
3840  */
3841 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3842                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3843 {
3844         enum zone_type j;
3845         int nid = pgdat->node_id;
3846         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3847         int ret;
3848
3849         pgdat_resize_init(pgdat);
3850         pgdat->nr_zones = 0;
3851         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3852         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3853         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3854         
3855         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3856                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3857                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3858                 enum lru_list l;
3859
3860                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3861                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3862                                                                 zholes_size);
3863
3864                 /*
3865                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3866                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3867                  * and per-cpu initialisations
3868                  */
3869                 memmap_pages =
3870                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3871                 if (realsize >= memmap_pages) {
3872                         realsize -= memmap_pages;
3873                         if (memmap_pages)
3874                                 printk(KERN_DEBUG
3875                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3876                                        zone_names[j], memmap_pages);
3877                 } else
3878                         printk(KERN_WARNING
3879                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3880                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3881
3882                 /* Account for reserved pages */
3883                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3884                         realsize -= dma_reserve;
3885                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3886                                         zone_names[0], dma_reserve);
3887                 }
3888
3889                 if (!is_highmem_idx(j))
3890                         nr_kernel_pages += realsize;
3891                 nr_all_pages += realsize;
3892
3893                 zone->spanned_pages = size;
3894                 zone->present_pages = realsize;
3895 #ifdef CONFIG_NUMA
3896                 zone->node = nid;
3897                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3898                                                 / 100;
3899                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3900 #endif
3901                 zone->name = zone_names[j];
3902                 spin_lock_init(&zone->lock);
3903                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3904                 zone_seqlock_init(zone);
3905                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3906
3907                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3908
3909                 zone_pcp_init(zone);
3910                 for_each_lru(l) {
3911                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3912                         zone->reclaim_stat.nr_saved_scan[l] = 0;
3913                 }
3914                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
3915                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
3916                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
3917                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
3918                 zap_zone_vm_stats(zone);
3919                 zone->flags = 0;
3920                 if (!size)
3921                         continue;
3922
3923                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3924                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3925                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3926                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3927                 BUG_ON(ret);
3928                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3929                 zone_start_pfn += size;
3930         }
3931 }
3932
3933 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3934 {
3935         /* Skip empty nodes */
3936         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3937                 return;
3938
3939 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3940         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3941         if (!pgdat->node_mem_map) {
3942                 unsigned long size, start, end;
3943                 struct page *map;
3944
3945                 /*
3946                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3947                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3948                  * for the buddy allocator to function correctly.
3949                  */
3950                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3951                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3952                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3953                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3954                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3955                 if (!map)
3956                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3957                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3958         }
3959 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3960         /*
3961          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3962          */
3963         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3964                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3965 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3966                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3967                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3968 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3969         }
3970 #endif
3971 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3972 }
3973
3974 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3975                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3976 {
3977         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3978
3979         pgdat->node_id = nid;
3980         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3981         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3982
3983         alloc_node_mem_map(pgdat);
3984 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3985         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3986                 nid, (unsigned long)pgdat,
3987                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3988 #endif
3989
3990         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3991 }
3992
3993 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3994
3995 #if MAX_NUMNODES > 1
3996 /*
3997  * Figure out the number of possible node ids.
3998  */
3999 static void __init setup_nr_node_ids(void)
4000 {
4001         unsigned int node;
4002         unsigned int highest = 0;
4003
4004         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
4005                 highest = node;
4006         nr_node_ids = highest + 1;
4007 }
4008 #else
4009 static inline void setup_nr_node_ids(void)
4010 {
4011 }
4012 #endif
4013
4014 /**
4015  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
4016  * @nid: The node ID the range resides on
4017  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
4018  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
4019  *
4020  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
4021  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
4022  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
4023  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
4024  * the range being registered will be merged with existing ranges.
4025  */
4026 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4027                                                 unsigned long end_pfn)
4028 {
4029         int i;
4030
4031         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
4032                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
4033                         "%d entries of %d used\n",
4034                         nid, start_pfn, end_pfn,
4035                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
4036
4037         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
4038
4039         /* Merge with existing active regions if possible */
4040         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4041                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4042                         continue;
4043
4044                 /* Skip if an existing region covers this new one */
4045                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
4046                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
4047                         return;
4048
4049                 /* Merge forward if suitable */
4050                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
4051                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
4052                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4053                         return;
4054                 }
4055
4056                 /* Merge backward if suitable */
4057                 if (start_pfn < early_node_map[i].start_pfn &&
4058                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
4059                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4060                         return;
4061                 }
4062         }
4063
4064         /* Check that early_node_map is large enough */
4065         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
4066                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
4067                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
4068                 return;
4069         }
4070
4071         early_node_map[i].nid = nid;
4072         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4073         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4074         nr_nodemap_entries = i + 1;
4075 }
4076
4077 /**
4078  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
4079  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
4080  * @start_pfn: The new PFN of the range
4081  * @end_pfn: The new PFN of the range
4082  *
4083  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
4084  * The map is kept near the end physical page range that has already been
4085  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
4086  * range.
4087  */
4088 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4089                                 unsigned long end_pfn)
4090 {
4091         int i, j;
4092         int removed = 0;
4093
4094         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
4095                           nid, start_pfn, end_pfn);
4096
4097         /* Find the old active region end and shrink */
4098         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4099                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4100                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
4101                         /* clear it */
4102                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
4103                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
4104                         removed = 1;
4105                         continue;
4106                 }
4107                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
4108                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
4109                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4110                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
4111                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
4112                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
4113                         continue;
4114                 }
4115                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4116                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
4117                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
4118                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
4119                         continue;
4120                 }
4121         }
4122
4123         if (!removed)
4124                 return;
4125
4126         /* remove the blank ones */
4127         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
4128                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4129                         continue;
4130                 if (early_node_map[i].end_pfn)
4131                         continue;
4132                 /* we found it, get rid of it */
4133                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
4134                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
4135                                 sizeof(early_node_map[j]));
4136                 j = nr_nodemap_entries - 1;
4137                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
4138                 nr_nodemap_entries--;
4139         }
4140 }
4141
4142 /**
4143  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
4144  *
4145  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
4146  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
4147  * all currently registered regions.
4148  */
4149 void __init remove_all_active_ranges(void)
4150 {
4151         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
4152         nr_nodemap_entries = 0;
4153 }
4154
4155 /* Compare two active node_active_regions */
4156 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
4157 {
4158         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
4159         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
4160
4161         /* Done this way to avoid overflows */
4162         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
4163                 return 1;
4164         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
4165                 return -1;
4166
4167         return 0;
4168 }
4169
4170 /* sort the node_map by start_pfn */
4171 void __init sort_node_map(void)
4172 {
4173         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
4174                         sizeof(struct node_active_region),
4175                         cmp_node_active_region, NULL);
4176 }
4177
4178 /* Find the lowest pfn for a node */
4179 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4180 {
4181         int i;
4182         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4183
4184         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
4185         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4186                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4187
4188         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4189                 printk(KERN_WARNING
4190                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4191                 return 0;
4192         }
4193
4194         return min_pfn;
4195 }
4196
4197 /**
4198  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4199  *
4200  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4201  * add_active_range().
4202  */
4203 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4204 {
4205         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4206 }
4207
4208 /*
4209  * early_calculate_totalpages()
4210  * Sum pages in active regions for movable zone.
4211  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
4212  */
4213 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4214 {
4215         int i;
4216         unsigned long totalpages = 0;
4217
4218         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4219                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
4220                                                 early_node_map[i].start_pfn;
4221                 totalpages += pages;
4222                 if (pages)
4223                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
4224         }
4225         return totalpages;
4226 }
4227
4228 /*
4229  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4230  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4231  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4232  * others
4233  */
4234 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
4235 {
4236         int i, nid;
4237         unsigned long usable_startpfn;
4238         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4239         /* save the state before borrow the nodemask */
4240         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_HIGH_MEMORY];
4241         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4242         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
4243
4244         /*
4245          * If movablecore was specified, calculate what size of
4246          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4247          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4248          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4249          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4250          * what movablecore would have allowed.
4251          */
4252         if (required_movablecore) {
4253                 unsigned long corepages;
4254
4255                 /*
4256                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4257                  * was requested by the user
4258                  */
4259                 required_movablecore =
4260                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4261                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4262
4263                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4264         }
4265
4266         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4267         if (!required_kernelcore)
4268                 goto out;
4269
4270         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4271         find_usable_zone_for_movable();
4272         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4273
4274 restart:
4275         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4276         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4277         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4278                 /*
4279                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4280                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4281                  * amount of memory for the kernel
4282                  */
4283                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4284                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4285
4286                 /*
4287                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4288                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4289                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4290                  */
4291                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4292
4293                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4294                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4295                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4296                         unsigned long size_pages;
4297
4298                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4299                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4300                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4301                         if (start_pfn >= end_pfn)
4302                                 continue;
4303
4304                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4305                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4306                                 unsigned long kernel_pages;
4307                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4308                                                                 - start_pfn;
4309
4310                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4311                                                         kernelcore_remaining);
4312                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4313                                                         required_kernelcore);
4314
4315                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4316                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4317
4318                                         /*
4319                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4320                                          * that if we have to rebalance
4321                                          * kernelcore across nodes, we will
4322                                          * not double account here
4323                                          */
4324                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4325                                         continue;
4326                                 }
4327                                 start_pfn = usable_startpfn;
4328                         }
4329
4330                         /*
4331                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4332                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4333                          * number of pages used as kernelcore
4334                          */
4335                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4336                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4337                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4338                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4339
4340                         /*
4341                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4342                          * break if the kernelcore for this node has been
4343                          * satisified
4344                          */
4345                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4346                                                                 size_pages);
4347                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4348                         if (!kernelcore_remaining)
4349                                 break;
4350                 }
4351         }
4352
4353         /*
4354          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4355          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4356          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4357          * satisified
4358          */
4359         usable_nodes--;
4360         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4361                 goto restart;
4362
4363         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4364         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4365                 zone_movable_pfn[nid] =
4366                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4367
4368 out:
4369         /* restore the node_state */
4370         node_states[N_HIGH_MEMORY] = saved_node_state;
4371 }
4372
4373 /* Any regular memory on that node ? */
4374 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4375 {
4376 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4377         enum zone_type zone_type;
4378
4379         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4380                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4381                 if (zone->present_pages)
4382                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4383         }
4384 #endif
4385 }
4386
4387 /**
4388  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4389  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4390  *
4391  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4392  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4393  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4394  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4395  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4396  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4397  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4398  * at arch_max_dma_pfn.
4399  */
4400 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4401 {
4402         unsigned long nid;
4403         int i;
4404
4405         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4406         sort_node_map();
4407
4408         /* Record where the zone boundaries are */
4409         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4410                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4411         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4412                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4413         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4414         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4415         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4416                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4417                         continue;
4418                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4419                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4420                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4421                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4422         }
4423         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4424         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4425
4426         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4427         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4428         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4429
4430         /* Print out the zone ranges */
4431         printk("Zone PFN ranges:\n");
4432         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4433                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4434                         continue;
4435                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4436                                 zone_names[i],
4437                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4438                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4439         }
4440
4441         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4442         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4443         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4444                 if (zone_movable_pfn[i])
4445                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4446         }
4447
4448         /* Print out the early_node_map[] */
4449         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4450         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4451                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4452                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4453                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4454
4455         /* Initialise every node */
4456         mminit_verify_pageflags_layout();
4457         setup_nr_node_ids();
4458         for_each_online_node(nid) {
4459                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4460                 free_area_init_node(nid, NULL,
4461                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4462
4463                 /* Any memory on that node */
4464                 if (pgdat->node_present_pages)
4465                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4466                 check_for_regular_memory(pgdat);
4467         }
4468 }
4469
4470 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4471 {
4472         unsigned long long coremem;
4473         if (!p)
4474                 return -EINVAL;
4475
4476         coremem = memparse(p, &p);
4477         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4478
4479         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4480         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4481
4482         return 0;
4483 }
4484
4485 /*
4486  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4487  * cannot be reclaimed or migrated.
4488  */
4489 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4490 {
4491         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4492 }
4493
4494 /*
4495  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4496  * can be reclaimed or migrated.
4497  */
4498 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4499 {
4500         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4501 }
4502
4503 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4504 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4505
4506 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4507
4508 /**
4509  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4510  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4511  *
4512  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4513  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4514  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4515  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4516  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4517  * smaller per-cpu batchsize.
4518  */
4519 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4520 {
4521         dma_reserve = new_dma_reserve;
4522 }
4523
4524 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4525 struct pglist_data __refdata contig_page_data = {
4526 #ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM
4527  .bdata = &bootmem_node_data[0]
4528 #endif
4529  };
4530 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4531 #endif
4532
4533 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4534 {
4535         free_area_init_node(0, zones_size,
4536                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4537 }
4538
4539 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4540                                  unsigned long action, void *hcpu)
4541 {
4542         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4543
4544         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4545                 drain_pages(cpu);
4546
4547                 /*
4548                  * Spill the event counters of the dead processor
4549                  * into the current processors event counters.
4550                  * This artificially elevates the count of the current
4551                  * processor.
4552                  */
4553                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4554
4555                 /*
4556                  * Zero the differential counters of the dead processor
4557                  * so that the vm statistics are consistent.
4558                  *
4559                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4560                  * race with what we are doing.
4561                  */
4562                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4563         }
4564         return NOTIFY_OK;
4565 }
4566
4567 void __init page_alloc_init(void)
4568 {
4569         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4570 }
4571
4572 /*
4573  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4574  *      or min_free_kbytes changes.
4575  */
4576 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4577 {
4578         struct pglist_data *pgdat;
4579         unsigned long reserve_pages = 0;
4580         enum zone_type i, j;
4581
4582         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4583                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4584                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4585                         unsigned long max = 0;
4586
4587                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4588                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4589                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4590                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4591                         }
4592
4593                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
4594                         max += high_wmark_pages(zone);
4595
4596                         if (max > zone->present_pages)
4597                                 max = zone->present_pages;
4598                         reserve_pages += max;
4599                 }
4600         }
4601         totalreserve_pages = reserve_pages;
4602 }
4603
4604 /*
4605  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4606  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4607  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4608  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4609  */
4610 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4611 {
4612         struct pglist_data *pgdat;
4613         enum zone_type j, idx;
4614
4615         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4616                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4617                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4618                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4619
4620                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4621
4622                         idx = j;
4623                         while (idx) {
4624                                 struct zone *lower_zone;
4625
4626                                 idx--;
4627
4628                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4629                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4630
4631                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4632                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4633                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4634                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4635                         }
4636                 }
4637         }
4638
4639         /* update totalreserve_pages */
4640         calculate_totalreserve_pages();
4641 }
4642
4643 /**
4644  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
4645  * or when memory is hot-{added|removed}
4646  *
4647  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
4648  * correctly with respect to min_free_kbytes.
4649  */
4650 void setup_per_zone_wmarks(void)
4651 {
4652         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4653         unsigned long lowmem_pages = 0;
4654         struct zone *zone;
4655         unsigned long flags;
4656
4657         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4658         for_each_zone(zone) {
4659                 if (!is_highmem(zone))
4660                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4661         }
4662
4663         for_each_zone(zone) {
4664                 u64 tmp;
4665
4666                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4667                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4668                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4669                 if (is_highmem(zone)) {
4670                         /*
4671                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4672                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4673                          * value here.
4674                          *
4675                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
4676                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4677                          * not be capped for highmem.
4678                          */
4679                         int min_pages;
4680
4681                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4682                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4683                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4684                         if (min_pages > 128)
4685                                 min_pages = 128;
4686                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
4687                 } else {
4688                         /*
4689                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4690                          * proportionate to the zone's size.
4691                          */
4692                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
4693                 }
4694
4695                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
4696                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
4697                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4698                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4699         }
4700
4701         /* update totalreserve_pages */
4702         calculate_totalreserve_pages();
4703 }
4704
4705 /*
4706  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4707  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4708  * to be referenced again before it is swapped out.
4709  *
4710  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4711  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4712  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4713  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4714  *
4715  * total     target    max
4716  * memory    ratio     inactive anon
4717  * -------------------------------------
4718  *   10MB       1         5MB
4719  *  100MB       1        50MB
4720  *    1GB       3       250MB
4721  *   10GB      10       0.9GB
4722  *  100GB      31         3GB
4723  *    1TB     101        10GB
4724  *   10TB     320        32GB
4725  */
4726 void calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
4727 {
4728         unsigned int gb, ratio;
4729
4730         /* Zone size in gigabytes */
4731         gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4732         if (gb)
4733                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4734         else
4735                 ratio = 1;
4736
4737         zone->inactive_ratio = ratio;
4738 }
4739
4740 static void __init setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4741 {
4742         struct zone *zone;
4743
4744         for_each_zone(zone)
4745                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
4746 }
4747
4748 /*
4749  * Initialise min_free_kbytes.
4750  *
4751  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4752  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4753  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4754  *
4755  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4756  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4757  *
4758  * which yields
4759  *
4760  * 16MB:        512k
4761  * 32MB:        724k
4762  * 64MB:        1024k
4763  * 128MB:       1448k
4764  * 256MB:       2048k
4765  * 512MB:       2896k
4766  * 1024MB:      4096k
4767  * 2048MB:      5792k
4768  * 4096MB:      8192k
4769  * 8192MB:      11584k
4770  * 16384MB:     16384k
4771  */
4772 static int __init init_per_zone_wmark_min(void)
4773 {
4774         unsigned long lowmem_kbytes;
4775
4776         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4777
4778         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4779         if (min_free_kbytes < 128)
4780                 min_free_kbytes = 128;
4781         if (min_free_kbytes > 65536)
4782                 min_free_kbytes = 65536;
4783         setup_per_zone_wmarks();
4784         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4785         setup_per_zone_inactive_ratio();
4786         return 0;
4787 }
4788 module_init(init_per_zone_wmark_min)
4789
4790 /*
4791  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4792  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4793  *      changes.
4794  */
4795 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4796         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4797 {
4798         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
4799         if (write)
4800                 setup_per_zone_wmarks();
4801         return 0;
4802 }
4803
4804 #ifdef CONFIG_NUMA
4805 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4806         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4807 {
4808         struct zone *zone;
4809         int rc;
4810
4811         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4812         if (rc)
4813                 return rc;
4814
4815         for_each_zone(zone)
4816                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4817                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4818         return 0;
4819 }
4820
4821 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4822         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4823 {
4824         struct zone *zone;
4825         int rc;
4826
4827         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4828         if (rc)
4829                 return rc;
4830
4831         for_each_zone(zone)
4832                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4833                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4834         return 0;
4835 }
4836 #endif
4837
4838 /*
4839  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4840  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4841  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4842  *
4843  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4844  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4845  * if in function of the boot time zone sizes.
4846  */
4847 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4848         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4849 {
4850         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4851         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4852         return 0;
4853 }
4854
4855 /*
4856  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4857  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4858  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4859  */
4860
4861 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4862         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4863 {
4864         struct zone *zone;
4865         unsigned int cpu;
4866         int ret;
4867
4868         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4869         if (!write || (ret == -EINVAL))
4870                 return ret;
4871         for_each_populated_zone(zone) {
4872                 for_each_online_cpu(cpu) {
4873                         unsigned long  high;
4874                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4875                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4876                 }
4877         }
4878         return 0;
4879 }
4880
4881 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4882
4883 #ifdef CONFIG_NUMA
4884 static int __init set_hashdist(char *str)
4885 {
4886         if (!str)
4887                 return 0;
4888         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4889         return 1;
4890 }
4891 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4892 #endif
4893
4894 /*
4895  * allocate a large system hash table from bootmem
4896  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4897  *   quantity of entries
4898  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4899  */
4900 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4901                                      unsigned long bucketsize,
4902                                      unsigned long numentries,
4903                                      int scale,
4904                                      int flags,
4905                                      unsigned int *_hash_shift,
4906                                      unsigned int *_hash_mask,
4907                                      unsigned long limit)
4908 {
4909         unsigned long long max = limit;
4910         unsigned long log2qty, size;
4911         void *table = NULL;
4912
4913         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4914         if (!numentries) {
4915                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4916                 numentries = nr_kernel_pages;
4917                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4918                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4919                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4920
4921                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4922                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4923                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4924                 else
4925                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4926
4927                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4928                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
4929                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
4930                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
4931                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
4932                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
4933                                 BUG_ON(!numentries);
4934                         }
4935                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4936                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4937         }
4938         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4939
4940         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4941         if (max == 0) {
4942                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4943                 do_div(max, bucketsize);
4944         }
4945
4946         if (numentries > max)
4947                 numentries = max;
4948
4949         log2qty = ilog2(numentries);
4950
4951         do {
4952                 size = bucketsize << log2qty;
4953                 if (flags & HASH_EARLY)
4954                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4955                 else if (hashdist)
4956                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4957                 else {
4958                         /*
4959                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4960                          * some pages at the end of hash table which
4961                          * alloc_pages_exact() automatically does
4962                          */
4963                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
4964                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
4965                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
4966                         }
4967                 }
4968         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4969
4970         if (!table)
4971                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4972
4973         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4974                tablename,
4975                (1U << log2qty),
4976                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4977                size);
4978
4979         if (_hash_shift)
4980                 *_hash_shift = log2qty;
4981         if (_hash_mask)
4982                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4983
4984         return table;
4985 }
4986
4987 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4988 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4989                                                         unsigned long pfn)
4990 {
4991 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4992         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4993 #else
4994         return zone->pageblock_flags;
4995 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4996 }
4997
4998 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4999 {
5000 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5001         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
5002         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5003 #else
5004         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
5005         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5006 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5007 }
5008
5009 /**
5010  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
5011  * @page: The page within the block of interest
5012  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
5013  * @end_bitidx: The last bit of interest
5014  * returns pageblock_bits flags
5015  */
5016 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
5017                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5018 {
5019         struct zone *zone;
5020         unsigned long *bitmap;
5021         unsigned long pfn, bitidx;
5022         unsigned long flags = 0;
5023         unsigned long value = 1;
5024
5025         zone = page_zone(page);
5026         pfn = page_to_pfn(page);
5027         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5028         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5029
5030         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5031                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
5032                         flags |= value;
5033
5034         return flags;
5035 }
5036
5037 /**
5038  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
5039  * @page: The page within the block of interest
5040  * @start_bitidx: The first bit of interest
5041  * @end_bitidx: The last bit of interest
5042  * @flags: The flags to set
5043  */
5044 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
5045                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5046 {
5047         struct zone *zone;
5048         unsigned long *bitmap;
5049         unsigned long pfn, bitidx;
5050         unsigned long value = 1;
5051
5052         zone = page_zone(page);
5053         pfn = page_to_pfn(page);
5054         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5055         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5056         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
5057         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
5058
5059         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5060                 if (flags & value)
5061                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5062                 else
5063                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5064 }
5065
5066 /*
5067  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
5068  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
5069  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
5070  */
5071
5072 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
5073 {
5074         struct zone *zone;
5075         struct page *curr_page;
5076         unsigned long flags, pfn, iter;
5077         unsigned long immobile = 0;
5078         struct memory_isolate_notify arg;
5079         int notifier_ret;
5080         int ret = -EBUSY;
5081         int zone_idx;
5082
5083         zone = page_zone(page);
5084         zone_idx = zone_idx(zone);
5085
5086         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5087         if (get_pageblock_migratetype(page) == MIGRATE_MOVABLE ||
5088             zone_idx == ZONE_MOVABLE) {
5089                 ret = 0;
5090                 goto out;
5091         }
5092
5093         pfn = page_to_pfn(page);
5094         arg.start_pfn = pfn;
5095         arg.nr_pages = pageblock_nr_pages;
5096         arg.pages_found = 0;
5097
5098         /*
5099          * It may be possible to isolate a pageblock even if the
5100          * migratetype is not MIGRATE_MOVABLE. The memory isolation
5101          * notifier chain is used by balloon drivers to return the
5102          * number of pages in a range that are held by the balloon
5103          * driver to shrink memory. If all the pages are accounted for
5104          * by balloons, are free, or on the LRU, isolation can continue.
5105          * Later, for example, when memory hotplug notifier runs, these
5106          * pages reported as "can be isolated" should be isolated(freed)
5107          * by the balloon driver through the memory notifier chain.
5108          */
5109         notifier_ret = memory_isolate_notify(MEM_ISOLATE_COUNT, &arg);
5110         notifier_ret = notifier_to_errno(notifier_ret);
5111         if (notifier_ret || !arg.pages_found)
5112                 goto out;
5113
5114         for (iter = pfn; iter < (pfn + pageblock_nr_pages); iter++) {
5115                 if (!pfn_valid_within(pfn))
5116                         continue;
5117
5118                 curr_page = pfn_to_page(iter);
5119                 if (!page_count(curr_page) || PageLRU(curr_page))
5120                         continue;
5121
5122                 immobile++;
5123         }
5124
5125         if (arg.pages_found == immobile)
5126                 ret = 0;
5127
5128 out:
5129         if (!ret) {
5130                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
5131                 move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
5132         }
5133
5134         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5135         if (!ret)
5136                 drain_all_pages();
5137         return ret;
5138 }
5139
5140 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
5141 {
5142         struct zone *zone;
5143         unsigned long flags;
5144         zone = page_zone(page);
5145         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5146         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
5147                 goto out;
5148         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
5149         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
5150 out:
5151         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5152 }
5153
5154 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
5155 /*
5156  * All pages in the range must be isolated before calling this.
5157  */
5158 void
5159 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
5160 {
5161         struct page *page;
5162         struct zone *zone;
5163         int order, i;
5164         unsigned long pfn;
5165         unsigned long flags;
5166         /* find the first valid pfn */
5167         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
5168                 if (pfn_valid(pfn))
5169                         break;
5170         if (pfn == end_pfn)
5171                 return;
5172         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
5173         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5174         pfn = start_pfn;
5175         while (pfn < end_pfn) {
5176                 if (!pfn_valid(pfn)) {
5177                         pfn++;
5178                         continue;
5179                 }
5180                 page = pfn_to_page(pfn);
5181                 BUG_ON(page_count(page));
5182                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
5183                 order = page_order(page);
5184 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5185                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
5186                        pfn, 1 << order, end_pfn);
5187 #endif
5188                 list_del(&page->lru);
5189                 rmv_page_order(page);
5190                 zone->free_area[order].nr_free--;
5191                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
5192                                       - (1UL << order));
5193                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
5194                         SetPageReserved((page+i));
5195                 pfn += (1 << order);
5196         }
5197         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5198 }
5199 #endif
5200
5201 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5202 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
5203 {
5204         struct zone *zone = page_zone(page);
5205         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
5206         unsigned long flags;
5207         int order;
5208
5209         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5210         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
5211                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
5212
5213                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
5214                         break;
5215         }
5216         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5217
5218         return order < MAX_ORDER;
5219 }
5220 #endif