define page_file_cache() function
[linux-2.6.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/oom.h>
32 #include <linux/notifier.h>
33 #include <linux/topology.h>
34 #include <linux/sysctl.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/memory_hotplug.h>
38 #include <linux/nodemask.h>
39 #include <linux/vmalloc.h>
40 #include <linux/mempolicy.h>
41 #include <linux/stop_machine.h>
42 #include <linux/sort.h>
43 #include <linux/pfn.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/fault-inject.h>
46 #include <linux/page-isolation.h>
47 #include <linux/memcontrol.h>
48 #include <linux/debugobjects.h>
49
50 #include <asm/tlbflush.h>
51 #include <asm/div64.h>
52 #include "internal.h"
53
54 /*
55  * Array of node states.
56  */
57 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
58         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
59         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
60 #ifndef CONFIG_NUMA
61         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
62 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
63         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
64 #endif
65         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
66 #endif  /* NUMA */
67 };
68 EXPORT_SYMBOL(node_states);
69
70 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
71 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
72 long nr_swap_pages;
73 int percpu_pagelist_fraction;
74
75 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
76 int pageblock_order __read_mostly;
77 #endif
78
79 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
80
81 /*
82  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
83  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
84  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
85  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
86  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
87  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
88  *
89  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
90  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
91  */
92 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
93 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
94          256,
95 #endif
96 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
97          256,
98 #endif
99 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
100          32,
101 #endif
102          32,
103 };
104
105 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
106
107 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
108 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
109          "DMA",
110 #endif
111 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
112          "DMA32",
113 #endif
114          "Normal",
115 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
116          "HighMem",
117 #endif
118          "Movable",
119 };
120
121 int min_free_kbytes = 1024;
122
123 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
124 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
125 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
126
127 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
128   /*
129    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
130    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
131    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
132    * so the number of times add_active_range() can be called is
133    * related to the number of nodes and the number of holes
134    */
135   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
136     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
137     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
138   #else
139     #if MAX_NUMNODES >= 32
140       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
141       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
142     #else
143       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
144       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
145     #endif
146   #endif
147
148   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
149   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
150   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
151   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
152 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
153   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
154   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
155 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
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 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
168 #endif
169
170 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
171
172 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
173 {
174         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
175                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
176 }
177
178 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
179 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
180 {
181         int ret = 0;
182         unsigned seq;
183         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
184
185         do {
186                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
187                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
188                         ret = 1;
189                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
190                         ret = 1;
191         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
192
193         return ret;
194 }
195
196 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
197 {
198         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
199                 return 0;
200         if (zone != page_zone(page))
201                 return 0;
202
203         return 1;
204 }
205 /*
206  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
207  */
208 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
209 {
210         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
211                 return 1;
212         if (!page_is_consistent(zone, page))
213                 return 1;
214
215         return 0;
216 }
217 #else
218 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
219 {
220         return 0;
221 }
222 #endif
223
224 static void bad_page(struct page *page)
225 {
226         void *pc = page_get_page_cgroup(page);
227
228         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n" KERN_EMERG
229                 "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n",
230                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
231                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
232                 page_mapcount(page), page_count(page));
233         if (pc) {
234                 printk(KERN_EMERG "cgroup:%p\n", pc);
235                 page_reset_bad_cgroup(page);
236         }
237         printk(KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
238                 KERN_EMERG "Backtrace:\n");
239         dump_stack();
240         page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CLEAR_WHEN_BAD;
241         set_page_count(page, 0);
242         reset_page_mapcount(page);
243         page->mapping = NULL;
244         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
245 }
246
247 /*
248  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
249  *
250  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
251  *
252  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
253  *
254  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
255  * the head page (even the head page has this).
256  *
257  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
258  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
259  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
260  */
261
262 static void free_compound_page(struct page *page)
263 {
264         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
265 }
266
267 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
268 {
269         int i;
270         int nr_pages = 1 << order;
271         struct page *p = page + 1;
272
273         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
274         set_compound_order(page, order);
275         __SetPageHead(page);
276         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p++) {
277                 if (unlikely((i & (MAX_ORDER_NR_PAGES - 1)) == 0))
278                         p = pfn_to_page(page_to_pfn(page) + i);
279                 __SetPageTail(p);
280                 p->first_page = page;
281         }
282 }
283
284 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
285 {
286         int i;
287         int nr_pages = 1 << order;
288         struct page *p = page + 1;
289
290         if (unlikely(compound_order(page) != order))
291                 bad_page(page);
292
293         if (unlikely(!PageHead(page)))
294                         bad_page(page);
295         __ClearPageHead(page);
296         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p++) {
297                 if (unlikely((i & (MAX_ORDER_NR_PAGES - 1)) == 0))
298                         p = pfn_to_page(page_to_pfn(page) + i);
299
300                 if (unlikely(!PageTail(p) |
301                                 (p->first_page != page)))
302                         bad_page(page);
303                 __ClearPageTail(p);
304         }
305 }
306
307 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
308 {
309         int i;
310
311         /*
312          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
313          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
314          */
315         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
316         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
317                 clear_highpage(page + i);
318 }
319
320 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
321 {
322         set_page_private(page, order);
323         __SetPageBuddy(page);
324 }
325
326 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
327 {
328         __ClearPageBuddy(page);
329         set_page_private(page, 0);
330 }
331
332 /*
333  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
334  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
335  *
336  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
337  * the following equation:
338  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
339  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
340  * 1 buddy is #10:
341  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
342  *
343  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
344  * satisfies the following equation:
345  *     P = B & ~(1 << O)
346  *
347  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
348  */
349 static inline struct page *
350 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
351 {
352         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
353
354         return page + (buddy_idx - page_idx);
355 }
356
357 static inline unsigned long
358 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
359 {
360         return (page_idx & ~(1 << order));
361 }
362
363 /*
364  * This function checks whether a page is free && is the buddy
365  * we can do coalesce a page and its buddy if
366  * (a) the buddy is not in a hole &&
367  * (b) the buddy is in the buddy system &&
368  * (c) a page and its buddy have the same order &&
369  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
370  *
371  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
372  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
373  *
374  * For recording page's order, we use page_private(page).
375  */
376 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
377                                                                 int order)
378 {
379         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
380                 return 0;
381
382         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
383                 return 0;
384
385         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
386                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
387                 return 1;
388         }
389         return 0;
390 }
391
392 /*
393  * Freeing function for a buddy system allocator.
394  *
395  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
396  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
397  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
398  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
399  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
400  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
401  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
402  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
403  * parts of the VM system.
404  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
405  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
406  * order is recorded in page_private(page) field.
407  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
408  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
409  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
410  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
411  * triggers coalescing into a block of larger size.            
412  *
413  * -- wli
414  */
415
416 static inline void __free_one_page(struct page *page,
417                 struct zone *zone, unsigned int order)
418 {
419         unsigned long page_idx;
420         int order_size = 1 << order;
421         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
422
423         if (unlikely(PageCompound(page)))
424                 destroy_compound_page(page, order);
425
426         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
427
428         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
429         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
430
431         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
432         while (order < MAX_ORDER-1) {
433                 unsigned long combined_idx;
434                 struct page *buddy;
435
436                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
437                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
438                         break;
439
440                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
441                 list_del(&buddy->lru);
442                 zone->free_area[order].nr_free--;
443                 rmv_page_order(buddy);
444                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
445                 page = page + (combined_idx - page_idx);
446                 page_idx = combined_idx;
447                 order++;
448         }
449         set_page_order(page, order);
450         list_add(&page->lru,
451                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
452         zone->free_area[order].nr_free++;
453 }
454
455 static inline int free_pages_check(struct page *page)
456 {
457         if (unlikely(page_mapcount(page) |
458                 (page->mapping != NULL)  |
459                 (page_get_page_cgroup(page) != NULL) |
460                 (page_count(page) != 0)  |
461                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE)))
462                 bad_page(page);
463         if (PageDirty(page))
464                 __ClearPageDirty(page);
465         if (PageSwapBacked(page))
466                 __ClearPageSwapBacked(page);
467         /*
468          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
469          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
470          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
471          */
472         return PageReserved(page);
473 }
474
475 /*
476  * Frees a list of pages. 
477  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
478  * count is the number of pages to free.
479  *
480  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
481  * see if this freeing clears that state.
482  *
483  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
484  * pinned" detection logic.
485  */
486 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
487                                         struct list_head *list, int order)
488 {
489         spin_lock(&zone->lock);
490         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
491         zone->pages_scanned = 0;
492         while (count--) {
493                 struct page *page;
494
495                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
496                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
497                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
498                 list_del(&page->lru);
499                 __free_one_page(page, zone, order);
500         }
501         spin_unlock(&zone->lock);
502 }
503
504 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
505 {
506         spin_lock(&zone->lock);
507         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
508         zone->pages_scanned = 0;
509         __free_one_page(page, zone, order);
510         spin_unlock(&zone->lock);
511 }
512
513 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
514 {
515         unsigned long flags;
516         int i;
517         int reserved = 0;
518
519         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
520                 reserved += free_pages_check(page + i);
521         if (reserved)
522                 return;
523
524         if (!PageHighMem(page)) {
525                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
526                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
527                                            PAGE_SIZE << order);
528         }
529         arch_free_page(page, order);
530         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
531
532         local_irq_save(flags);
533         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
534         free_one_page(page_zone(page), page, order);
535         local_irq_restore(flags);
536 }
537
538 /*
539  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
540  */
541 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
542 {
543         if (order == 0) {
544                 __ClearPageReserved(page);
545                 set_page_count(page, 0);
546                 set_page_refcounted(page);
547                 __free_page(page);
548         } else {
549                 int loop;
550
551                 prefetchw(page);
552                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
553                         struct page *p = &page[loop];
554
555                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
556                                 prefetchw(p + 1);
557                         __ClearPageReserved(p);
558                         set_page_count(p, 0);
559                 }
560
561                 set_page_refcounted(page);
562                 __free_pages(page, order);
563         }
564 }
565
566
567 /*
568  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
569  * Please do not alter this order without good reasons and regression
570  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
571  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
572  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
573  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
574  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
575  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
576  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
577  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
578  *
579  * -- wli
580  */
581 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
582         int low, int high, struct free_area *area,
583         int migratetype)
584 {
585         unsigned long size = 1 << high;
586
587         while (high > low) {
588                 area--;
589                 high--;
590                 size >>= 1;
591                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
592                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
593                 area->nr_free++;
594                 set_page_order(&page[size], high);
595         }
596 }
597
598 /*
599  * This page is about to be returned from the page allocator
600  */
601 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
602 {
603         if (unlikely(page_mapcount(page) |
604                 (page->mapping != NULL)  |
605                 (page_get_page_cgroup(page) != NULL) |
606                 (page_count(page) != 0)  |
607                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)))
608                 bad_page(page);
609
610         /*
611          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
612          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
613          */
614         if (PageReserved(page))
615                 return 1;
616
617         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_reclaim |
618                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
619                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
620         set_page_private(page, 0);
621         set_page_refcounted(page);
622
623         arch_alloc_page(page, order);
624         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
625
626         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
627                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
628
629         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
630                 prep_compound_page(page, order);
631
632         return 0;
633 }
634
635 /*
636  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
637  * the smallest available page from the freelists
638  */
639 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
640                                                 int migratetype)
641 {
642         unsigned int current_order;
643         struct free_area * area;
644         struct page *page;
645
646         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
647         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
648                 area = &(zone->free_area[current_order]);
649                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
650                         continue;
651
652                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
653                                                         struct page, lru);
654                 list_del(&page->lru);
655                 rmv_page_order(page);
656                 area->nr_free--;
657                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
658                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
659                 return page;
660         }
661
662         return NULL;
663 }
664
665
666 /*
667  * This array describes the order lists are fallen back to when
668  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
669  */
670 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
671         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
672         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
673         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
674         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
675 };
676
677 /*
678  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
679  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
680  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
681  */
682 static int move_freepages(struct zone *zone,
683                           struct page *start_page, struct page *end_page,
684                           int migratetype)
685 {
686         struct page *page;
687         unsigned long order;
688         int pages_moved = 0;
689
690 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
691         /*
692          * page_zone is not safe to call in this context when
693          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
694          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
695          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
696          * grouping pages by mobility
697          */
698         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
699 #endif
700
701         for (page = start_page; page <= end_page;) {
702                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
703                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
704
705                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
706                         page++;
707                         continue;
708                 }
709
710                 if (!PageBuddy(page)) {
711                         page++;
712                         continue;
713                 }
714
715                 order = page_order(page);
716                 list_del(&page->lru);
717                 list_add(&page->lru,
718                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
719                 page += 1 << order;
720                 pages_moved += 1 << order;
721         }
722
723         return pages_moved;
724 }
725
726 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
727                                 int migratetype)
728 {
729         unsigned long start_pfn, end_pfn;
730         struct page *start_page, *end_page;
731
732         start_pfn = page_to_pfn(page);
733         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
734         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
735         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
736         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
737
738         /* Do not cross zone boundaries */
739         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
740                 start_page = page;
741         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
742                 return 0;
743
744         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
745 }
746
747 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
748 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
749                                                 int start_migratetype)
750 {
751         struct free_area * area;
752         int current_order;
753         struct page *page;
754         int migratetype, i;
755
756         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
757         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
758                                                 --current_order) {
759                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
760                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
761
762                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
763                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
764                                 continue;
765
766                         area = &(zone->free_area[current_order]);
767                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
768                                 continue;
769
770                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
771                                         struct page, lru);
772                         area->nr_free--;
773
774                         /*
775                          * If breaking a large block of pages, move all free
776                          * pages to the preferred allocation list. If falling
777                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
778                          * agressive about taking ownership of free pages
779                          */
780                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
781                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
782                                 unsigned long pages;
783                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
784                                                                 start_migratetype);
785
786                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
787                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
788                                         set_pageblock_migratetype(page,
789                                                                 start_migratetype);
790
791                                 migratetype = start_migratetype;
792                         }
793
794                         /* Remove the page from the freelists */
795                         list_del(&page->lru);
796                         rmv_page_order(page);
797                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
798                                                         -(1UL << order));
799
800                         if (current_order == pageblock_order)
801                                 set_pageblock_migratetype(page,
802                                                         start_migratetype);
803
804                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
805                         return page;
806                 }
807         }
808
809         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
810         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
811 }
812
813 /*
814  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
815  * Call me with the zone->lock already held.
816  */
817 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
818                                                 int migratetype)
819 {
820         struct page *page;
821
822         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
823
824         if (unlikely(!page))
825                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
826
827         return page;
828 }
829
830 /* 
831  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
832  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
833  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
834  */
835 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
836                         unsigned long count, struct list_head *list,
837                         int migratetype)
838 {
839         int i;
840         
841         spin_lock(&zone->lock);
842         for (i = 0; i < count; ++i) {
843                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
844                 if (unlikely(page == NULL))
845                         break;
846
847                 /*
848                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
849                  * in physical page order. The page is added to the callers and
850                  * list and the list head then moves forward. From the callers
851                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
852                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
853                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
854                  * properly.
855                  */
856                 list_add(&page->lru, list);
857                 set_page_private(page, migratetype);
858                 list = &page->lru;
859         }
860         spin_unlock(&zone->lock);
861         return i;
862 }
863
864 #ifdef CONFIG_NUMA
865 /*
866  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
867  * currently executing processor on remote nodes after they have
868  * expired.
869  *
870  * Note that this function must be called with the thread pinned to
871  * a single processor.
872  */
873 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
874 {
875         unsigned long flags;
876         int to_drain;
877
878         local_irq_save(flags);
879         if (pcp->count >= pcp->batch)
880                 to_drain = pcp->batch;
881         else
882                 to_drain = pcp->count;
883         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
884         pcp->count -= to_drain;
885         local_irq_restore(flags);
886 }
887 #endif
888
889 /*
890  * Drain pages of the indicated processor.
891  *
892  * The processor must either be the current processor and the
893  * thread pinned to the current processor or a processor that
894  * is not online.
895  */
896 static void drain_pages(unsigned int cpu)
897 {
898         unsigned long flags;
899         struct zone *zone;
900
901         for_each_zone(zone) {
902                 struct per_cpu_pageset *pset;
903                 struct per_cpu_pages *pcp;
904
905                 if (!populated_zone(zone))
906                         continue;
907
908                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
909
910                 pcp = &pset->pcp;
911                 local_irq_save(flags);
912                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
913                 pcp->count = 0;
914                 local_irq_restore(flags);
915         }
916 }
917
918 /*
919  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
920  */
921 void drain_local_pages(void *arg)
922 {
923         drain_pages(smp_processor_id());
924 }
925
926 /*
927  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
928  */
929 void drain_all_pages(void)
930 {
931         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
932 }
933
934 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
935
936 void mark_free_pages(struct zone *zone)
937 {
938         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
939         unsigned long flags;
940         int order, t;
941         struct list_head *curr;
942
943         if (!zone->spanned_pages)
944                 return;
945
946         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
947
948         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
949         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
950                 if (pfn_valid(pfn)) {
951                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
952
953                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
954                                 swsusp_unset_page_free(page);
955                 }
956
957         for_each_migratetype_order(order, t) {
958                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
959                         unsigned long i;
960
961                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
962                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
963                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
964                 }
965         }
966         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
967 }
968 #endif /* CONFIG_PM */
969
970 /*
971  * Free a 0-order page
972  */
973 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
974 {
975         struct zone *zone = page_zone(page);
976         struct per_cpu_pages *pcp;
977         unsigned long flags;
978
979         if (PageAnon(page))
980                 page->mapping = NULL;
981         if (free_pages_check(page))
982                 return;
983
984         if (!PageHighMem(page)) {
985                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
986                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
987         }
988         arch_free_page(page, 0);
989         kernel_map_pages(page, 1, 0);
990
991         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
992         local_irq_save(flags);
993         __count_vm_event(PGFREE);
994         if (cold)
995                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
996         else
997                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
998         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
999         pcp->count++;
1000         if (pcp->count >= pcp->high) {
1001                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1002                 pcp->count -= pcp->batch;
1003         }
1004         local_irq_restore(flags);
1005         put_cpu();
1006 }
1007
1008 void free_hot_page(struct page *page)
1009 {
1010         free_hot_cold_page(page, 0);
1011 }
1012         
1013 void free_cold_page(struct page *page)
1014 {
1015         free_hot_cold_page(page, 1);
1016 }
1017
1018 /*
1019  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1020  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1021  * Each sub-page must be freed individually.
1022  *
1023  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1024  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1025  */
1026 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1027 {
1028         int i;
1029
1030         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1031         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1032         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1033                 set_page_refcounted(page + i);
1034 }
1035
1036 /*
1037  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1038  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1039  * or two.
1040  */
1041 static struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1042                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1043 {
1044         unsigned long flags;
1045         struct page *page;
1046         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1047         int cpu;
1048         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1049
1050 again:
1051         cpu  = get_cpu();
1052         if (likely(order == 0)) {
1053                 struct per_cpu_pages *pcp;
1054
1055                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1056                 local_irq_save(flags);
1057                 if (!pcp->count) {
1058                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1059                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1060                         if (unlikely(!pcp->count))
1061                                 goto failed;
1062                 }
1063
1064                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1065                 if (cold) {
1066                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1067                                 if (page_private(page) == migratetype)
1068                                         break;
1069                 } else {
1070                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1071                                 if (page_private(page) == migratetype)
1072                                         break;
1073                 }
1074
1075                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1076                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1077                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1078                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1079                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1080                 }
1081
1082                 list_del(&page->lru);
1083                 pcp->count--;
1084         } else {
1085                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1086                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1087                 spin_unlock(&zone->lock);
1088                 if (!page)
1089                         goto failed;
1090         }
1091
1092         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1093         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1094         local_irq_restore(flags);
1095         put_cpu();
1096
1097         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1098         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1099                 goto again;
1100         return page;
1101
1102 failed:
1103         local_irq_restore(flags);
1104         put_cpu();
1105         return NULL;
1106 }
1107
1108 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1109 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1110 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1111 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1112 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1113 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1114 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1115
1116 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1117
1118 static struct fail_page_alloc_attr {
1119         struct fault_attr attr;
1120
1121         u32 ignore_gfp_highmem;
1122         u32 ignore_gfp_wait;
1123         u32 min_order;
1124
1125 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1126
1127         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1128         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1129         struct dentry *min_order_file;
1130
1131 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1132
1133 } fail_page_alloc = {
1134         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1135         .ignore_gfp_wait = 1,
1136         .ignore_gfp_highmem = 1,
1137         .min_order = 1,
1138 };
1139
1140 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1141 {
1142         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1143 }
1144 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1145
1146 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1147 {
1148         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1149                 return 0;
1150         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1151                 return 0;
1152         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1153                 return 0;
1154         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1155                 return 0;
1156
1157         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1158 }
1159
1160 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1161
1162 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1163 {
1164         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1165         struct dentry *dir;
1166         int err;
1167
1168         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1169                                        "fail_page_alloc");
1170         if (err)
1171                 return err;
1172         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1173
1174         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1175                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1176                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1177
1178         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1179                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1180                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1181         fail_page_alloc.min_order_file =
1182                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1183                                    &fail_page_alloc.min_order);
1184
1185         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1186             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1187             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1188                 err = -ENOMEM;
1189                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1190                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1191                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1192                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1193         }
1194
1195         return err;
1196 }
1197
1198 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1199
1200 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1201
1202 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1203
1204 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1205 {
1206         return 0;
1207 }
1208
1209 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1210
1211 /*
1212  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1213  * of the allocation.
1214  */
1215 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1216                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1217 {
1218         /* free_pages my go negative - that's OK */
1219         long min = mark;
1220         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1221         int o;
1222
1223         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1224                 min -= min / 2;
1225         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1226                 min -= min / 4;
1227
1228         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1229                 return 0;
1230         for (o = 0; o < order; o++) {
1231                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1232                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1233
1234                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1235                 min >>= 1;
1236
1237                 if (free_pages <= min)
1238                         return 0;
1239         }
1240         return 1;
1241 }
1242
1243 #ifdef CONFIG_NUMA
1244 /*
1245  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1246  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1247  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1248  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1249  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1250  *
1251  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1252  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1253  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1254  *
1255  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1256  * nothing and returns NULL.
1257  *
1258  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1259  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1260  *
1261  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1262  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1263  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1264  * quickly as we can.
1265  */
1266 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1267 {
1268         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1269         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1270
1271         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1272         if (!zlc)
1273                 return NULL;
1274
1275         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1276                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1277                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1278         }
1279
1280         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1281                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1282                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1283         return allowednodes;
1284 }
1285
1286 /*
1287  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1288  * if it is worth looking at further for free memory:
1289  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1290  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1291  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1292  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1293  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1294  * else return false (zero) if it is not.
1295  *
1296  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1297  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1298  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1299  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1300  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1301  * into the second scan of the zonelist.
1302  *
1303  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1304  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1305  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1306  * unturned looking for a free page.
1307  */
1308 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1309                                                 nodemask_t *allowednodes)
1310 {
1311         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1312         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1313         int n;                          /* node that zone *z is on */
1314
1315         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1316         if (!zlc)
1317                 return 1;
1318
1319         i = z - zonelist->_zonerefs;
1320         n = zlc->z_to_n[i];
1321
1322         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1323         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1324 }
1325
1326 /*
1327  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1328  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1329  * from that zone don't waste time re-examining it.
1330  */
1331 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1332 {
1333         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1334         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1335
1336         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1337         if (!zlc)
1338                 return;
1339
1340         i = z - zonelist->_zonerefs;
1341
1342         set_bit(i, zlc->fullzones);
1343 }
1344
1345 #else   /* CONFIG_NUMA */
1346
1347 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1348 {
1349         return NULL;
1350 }
1351
1352 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1353                                 nodemask_t *allowednodes)
1354 {
1355         return 1;
1356 }
1357
1358 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1359 {
1360 }
1361 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1362
1363 /*
1364  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1365  * a page.
1366  */
1367 static struct page *
1368 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1369                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags)
1370 {
1371         struct zoneref *z;
1372         struct page *page = NULL;
1373         int classzone_idx;
1374         struct zone *zone, *preferred_zone;
1375         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1376         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1377         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1378
1379         (void)first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1380                                                         &preferred_zone);
1381         if (!preferred_zone)
1382                 return NULL;
1383
1384         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1385
1386 zonelist_scan:
1387         /*
1388          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1389          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1390          */
1391         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1392                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1393                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1394                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1395                                 continue;
1396                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1397                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1398                                 goto try_next_zone;
1399
1400                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1401                         unsigned long mark;
1402                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1403                                 mark = zone->pages_min;
1404                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1405                                 mark = zone->pages_low;
1406                         else
1407                                 mark = zone->pages_high;
1408                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1409                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1410                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1411                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1412                                         goto this_zone_full;
1413                         }
1414                 }
1415
1416                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1417                 if (page)
1418                         break;
1419 this_zone_full:
1420                 if (NUMA_BUILD)
1421                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1422 try_next_zone:
1423                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1424                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1425                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1426                         zlc_active = 1;
1427                         did_zlc_setup = 1;
1428                 }
1429         }
1430
1431         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1432                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1433                 zlc_active = 0;
1434                 goto zonelist_scan;
1435         }
1436         return page;
1437 }
1438
1439 /*
1440  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1441  */
1442 struct page *
1443 __alloc_pages_internal(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1444                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1445 {
1446         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1447         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1448         struct zoneref *z;
1449         struct zone *zone;
1450         struct page *page;
1451         struct reclaim_state reclaim_state;
1452         struct task_struct *p = current;
1453         int do_retry;
1454         int alloc_flags;
1455         unsigned long did_some_progress;
1456         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1457
1458         might_sleep_if(wait);
1459
1460         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1461                 return NULL;
1462
1463 restart:
1464         z = zonelist->_zonerefs;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1465
1466         if (unlikely(!z->zone)) {
1467                 /*
1468                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1469                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1470                  */
1471                 return NULL;
1472         }
1473
1474         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1475                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1476         if (page)
1477                 goto got_pg;
1478
1479         /*
1480          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1481          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1482          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1483          * using a larger set of nodes after it has established that the
1484          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1485          * over allocated.
1486          */
1487         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1488                 goto nopage;
1489
1490         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1491                 wakeup_kswapd(zone, order);
1492
1493         /*
1494          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1495          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1496          * to how we want to proceed.
1497          *
1498          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1499          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1500          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1501          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1502          */
1503         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1504         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1505                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1506         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1507                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1508         if (wait)
1509                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1510
1511         /*
1512          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1513          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1514          *
1515          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1516          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1517          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1518          */
1519         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1520                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1521         if (page)
1522                 goto got_pg;
1523
1524         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1525
1526 rebalance:
1527         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1528                         && !in_interrupt()) {
1529                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1530 nofail_alloc:
1531                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1532                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1533                                 zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1534                         if (page)
1535                                 goto got_pg;
1536                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1537                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1538                                 goto nofail_alloc;
1539                         }
1540                 }
1541                 goto nopage;
1542         }
1543
1544         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1545         if (!wait)
1546                 goto nopage;
1547
1548         cond_resched();
1549
1550         /* We now go into synchronous reclaim */
1551         cpuset_memory_pressure_bump();
1552         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1553         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1554         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1555
1556         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask);
1557
1558         p->reclaim_state = NULL;
1559         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1560
1561         cond_resched();
1562
1563         if (order != 0)
1564                 drain_all_pages();
1565
1566         if (likely(did_some_progress)) {
1567                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1568                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1569                 if (page)
1570                         goto got_pg;
1571         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1572                 if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1573                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1574                         goto restart;
1575                 }
1576
1577                 /*
1578                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1579                  * very high watermark here, this is only to catch
1580                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1581                  * under heavy pressure.
1582                  */
1583                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1584                         order, zonelist, high_zoneidx,
1585                         ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1586                 if (page) {
1587                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1588                         goto got_pg;
1589                 }
1590
1591                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1592                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1593                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1594                         goto nopage;
1595                 }
1596
1597                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1598                 clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1599                 goto restart;
1600         }
1601
1602         /*
1603          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1604          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
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          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1611          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1612          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1613          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1614          * allocation still fails, we stop retrying.
1615          */
1616         pages_reclaimed += did_some_progress;
1617         do_retry = 0;
1618         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1619                 if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1620                         do_retry = 1;
1621                 } else {
1622                         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT &&
1623                                 pages_reclaimed < (1 << order))
1624                                         do_retry = 1;
1625                 }
1626                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1627                         do_retry = 1;
1628         }
1629         if (do_retry) {
1630                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1631                 goto rebalance;
1632         }
1633
1634 nopage:
1635         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1636                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1637                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1638                         p->comm, order, gfp_mask);
1639                 dump_stack();
1640                 show_mem();
1641         }
1642 got_pg:
1643         return page;
1644 }
1645 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_internal);
1646
1647 /*
1648  * Common helper functions.
1649  */
1650 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1651 {
1652         struct page * page;
1653         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1654         if (!page)
1655                 return 0;
1656         return (unsigned long) page_address(page);
1657 }
1658
1659 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1660
1661 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1662 {
1663         struct page * page;
1664
1665         /*
1666          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1667          * a highmem page
1668          */
1669         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1670
1671         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1672         if (page)
1673                 return (unsigned long) page_address(page);
1674         return 0;
1675 }
1676
1677 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1678
1679 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1680 {
1681         int i = pagevec_count(pvec);
1682
1683         while (--i >= 0)
1684                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1685 }
1686
1687 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1688 {
1689         if (put_page_testzero(page)) {
1690                 if (order == 0)
1691                         free_hot_page(page);
1692                 else
1693                         __free_pages_ok(page, order);
1694         }
1695 }
1696
1697 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1698
1699 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1700 {
1701         if (addr != 0) {
1702                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1703                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1704         }
1705 }
1706
1707 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1708
1709 /**
1710  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1711  * @size: the number of bytes to allocate
1712  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1713  *
1714  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1715  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1716  * allocate memory in power-of-two pages.
1717  *
1718  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1719  *
1720  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1721  */
1722 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1723 {
1724         unsigned int order = get_order(size);
1725         unsigned long addr;
1726
1727         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1728         if (addr) {
1729                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1730                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1731
1732                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1733                 while (used < alloc_end) {
1734                         free_page(used);
1735                         used += PAGE_SIZE;
1736                 }
1737         }
1738
1739         return (void *)addr;
1740 }
1741 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1742
1743 /**
1744  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1745  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1746  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1747  *
1748  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1749  */
1750 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1751 {
1752         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1753         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1754
1755         while (addr < end) {
1756                 free_page(addr);
1757                 addr += PAGE_SIZE;
1758         }
1759 }
1760 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1761
1762 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1763 {
1764         struct zoneref *z;
1765         struct zone *zone;
1766
1767         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1768         unsigned int sum = 0;
1769
1770         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1771
1772         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1773                 unsigned long size = zone->present_pages;
1774                 unsigned long high = zone->pages_high;
1775                 if (size > high)
1776                         sum += size - high;
1777         }
1778
1779         return sum;
1780 }
1781
1782 /*
1783  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1784  */
1785 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1786 {
1787         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1788 }
1789 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1790
1791 /*
1792  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1793  */
1794 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1795 {
1796         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1797 }
1798
1799 static inline void show_node(struct zone *zone)
1800 {
1801         if (NUMA_BUILD)
1802                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1803 }
1804
1805 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1806 {
1807         val->totalram = totalram_pages;
1808         val->sharedram = 0;
1809         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1810         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1811         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1812         val->freehigh = nr_free_highpages();
1813         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1814 }
1815
1816 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1817
1818 #ifdef CONFIG_NUMA
1819 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1820 {
1821         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1822
1823         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1824         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1825 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1826         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1827         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1828                         NR_FREE_PAGES);
1829 #else
1830         val->totalhigh = 0;
1831         val->freehigh = 0;
1832 #endif
1833         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1834 }
1835 #endif
1836
1837 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1838
1839 /*
1840  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1841  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1842  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1843  */
1844 void show_free_areas(void)
1845 {
1846         int cpu;
1847         struct zone *zone;
1848
1849         for_each_zone(zone) {
1850                 if (!populated_zone(zone))
1851                         continue;
1852
1853                 show_node(zone);
1854                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1855
1856                 for_each_online_cpu(cpu) {
1857                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1858
1859                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1860
1861                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1862                                cpu, pageset->pcp.high,
1863                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1864                 }
1865         }
1866
1867         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1868                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1869                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1870                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1871                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1872                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1873                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1874                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1875                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1876                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1877                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1878                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1879                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1880
1881         for_each_zone(zone) {
1882                 int i;
1883
1884                 if (!populated_zone(zone))
1885                         continue;
1886
1887                 show_node(zone);
1888                 printk("%s"
1889                         " free:%lukB"
1890                         " min:%lukB"
1891                         " low:%lukB"
1892                         " high:%lukB"
1893                         " active:%lukB"
1894                         " inactive:%lukB"
1895                         " present:%lukB"
1896                         " pages_scanned:%lu"
1897                         " all_unreclaimable? %s"
1898                         "\n",
1899                         zone->name,
1900                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1901                         K(zone->pages_min),
1902                         K(zone->pages_low),
1903                         K(zone->pages_high),
1904                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1905                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1906                         K(zone->present_pages),
1907                         zone->pages_scanned,
1908                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1909                         );
1910                 printk("lowmem_reserve[]:");
1911                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1912                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1913                 printk("\n");
1914         }
1915
1916         for_each_zone(zone) {
1917                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1918
1919                 if (!populated_zone(zone))
1920                         continue;
1921
1922                 show_node(zone);
1923                 printk("%s: ", zone->name);
1924
1925                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1926                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1927                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1928                         total += nr[order] << order;
1929                 }
1930                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1931                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1932                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1933                 printk("= %lukB\n", K(total));
1934         }
1935
1936         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
1937
1938         show_swap_cache_info();
1939 }
1940
1941 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
1942 {
1943         zoneref->zone = zone;
1944         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
1945 }
1946
1947 /*
1948  * Builds allocation fallback zone lists.
1949  *
1950  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1951  */
1952 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1953                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1954 {
1955         struct zone *zone;
1956
1957         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1958         zone_type++;
1959
1960         do {
1961                 zone_type--;
1962                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1963                 if (populated_zone(zone)) {
1964                         zoneref_set_zone(zone,
1965                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
1966                         check_highest_zone(zone_type);
1967                 }
1968
1969         } while (zone_type);
1970         return nr_zones;
1971 }
1972
1973
1974 /*
1975  *  zonelist_order:
1976  *  0 = automatic detection of better ordering.
1977  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1978  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1979  *
1980  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1981  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1982  */
1983 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
1984 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
1985 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
1986
1987 /* zonelist order in the kernel.
1988  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
1989  */
1990 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1991 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
1992
1993
1994 #ifdef CONFIG_NUMA
1995 /* The value user specified ....changed by config */
1996 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1997 /* string for sysctl */
1998 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
1999 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2000
2001 /*
2002  * interface for configure zonelist ordering.
2003  * command line option "numa_zonelist_order"
2004  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2005  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2006  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2007  */
2008
2009 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2010 {
2011         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2012                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2013         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2014                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2015         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2016                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2017         } else {
2018                 printk(KERN_WARNING
2019                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2020                         "%s\n", s);
2021                 return -EINVAL;
2022         }
2023         return 0;
2024 }
2025
2026 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2027 {
2028         if (s)
2029                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2030         return 0;
2031 }
2032 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2033
2034 /*
2035  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2036  */
2037 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2038                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2039                 loff_t *ppos)
2040 {
2041         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2042         int ret;
2043
2044         if (write)
2045                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2046                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2047         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2048         if (ret)
2049                 return ret;
2050         if (write) {
2051                 int oldval = user_zonelist_order;
2052                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2053                         /*
2054                          * bogus value.  restore saved string
2055                          */
2056                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2057                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2058                         user_zonelist_order = oldval;
2059                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2060                         build_all_zonelists();
2061         }
2062         return 0;
2063 }
2064
2065
2066 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2067 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2068
2069 /**
2070  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2071  * @node: node whose fallback list we're appending
2072  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2073  *
2074  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2075  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2076  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2077  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2078  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2079  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2080  * on them otherwise.
2081  * It returns -1 if no node is found.
2082  */
2083 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2084 {
2085         int n, val;
2086         int min_val = INT_MAX;
2087         int best_node = -1;
2088         node_to_cpumask_ptr(tmp, 0);
2089
2090         /* Use the local node if we haven't already */
2091         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2092                 node_set(node, *used_node_mask);
2093                 return node;
2094         }
2095
2096         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2097
2098                 /* Don't want a node to appear more than once */
2099                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2100                         continue;
2101
2102                 /* Use the distance array to find the distance */
2103                 val = node_distance(node, n);
2104
2105                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2106                 val += (n < node);
2107
2108                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2109                 node_to_cpumask_ptr_next(tmp, n);
2110                 if (!cpus_empty(*tmp))
2111                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2112
2113                 /* Slight preference for less loaded node */
2114                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2115                 val += node_load[n];
2116
2117                 if (val < min_val) {
2118                         min_val = val;
2119                         best_node = n;
2120                 }
2121         }
2122
2123         if (best_node >= 0)
2124                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2125
2126         return best_node;
2127 }
2128
2129
2130 /*
2131  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2132  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2133  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2134  */
2135 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2136 {
2137         int j;
2138         struct zonelist *zonelist;
2139
2140         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2141         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2142                 ;
2143         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2144                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2145         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2146         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2147 }
2148
2149 /*
2150  * Build gfp_thisnode zonelists
2151  */
2152 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2153 {
2154         int j;
2155         struct zonelist *zonelist;
2156
2157         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2158         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2159         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2160         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2161 }
2162
2163 /*
2164  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2165  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2166  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2167  * may still exist in local DMA zone.
2168  */
2169 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2170
2171 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2172 {
2173         int pos, j, node;
2174         int zone_type;          /* needs to be signed */
2175         struct zone *z;
2176         struct zonelist *zonelist;
2177
2178         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2179         pos = 0;
2180         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2181                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2182                         node = node_order[j];
2183                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2184                         if (populated_zone(z)) {
2185                                 zoneref_set_zone(z,
2186                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2187                                 check_highest_zone(zone_type);
2188                         }
2189                 }
2190         }
2191         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2192         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2193 }
2194
2195 static int default_zonelist_order(void)
2196 {
2197         int nid, zone_type;
2198         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2199         struct zone *z;
2200         int average_size;
2201         /*
2202          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2203          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2204          * into OOM very easily.
2205          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2206          */
2207         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2208         low_kmem_size = 0;
2209         total_size = 0;
2210         for_each_online_node(nid) {
2211                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2212                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2213                         if (populated_zone(z)) {
2214                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2215                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2216                                 total_size += z->present_pages;
2217                         }
2218                 }
2219         }
2220         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2221             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2222                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2223         /*
2224          * look into each node's config.
2225          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2226          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2227          */
2228         average_size = total_size /
2229                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2230         for_each_online_node(nid) {
2231                 low_kmem_size = 0;
2232                 total_size = 0;
2233                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2234                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2235                         if (populated_zone(z)) {
2236                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2237                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2238                                 total_size += z->present_pages;
2239                         }
2240                 }
2241                 if (low_kmem_size &&
2242                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2243                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2244                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2245         }
2246         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2247 }
2248
2249 static void set_zonelist_order(void)
2250 {
2251         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2252                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2253         else
2254                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2255 }
2256
2257 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2258 {
2259         int j, node, load;
2260         enum zone_type i;
2261         nodemask_t used_mask;
2262         int local_node, prev_node;
2263         struct zonelist *zonelist;
2264         int order = current_zonelist_order;
2265
2266         /* initialize zonelists */
2267         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2268                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2269                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2270                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2271         }
2272
2273         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2274         local_node = pgdat->node_id;
2275         load = num_online_nodes();
2276         prev_node = local_node;
2277         nodes_clear(used_mask);
2278
2279         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2280         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2281         j = 0;
2282
2283         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2284                 int distance = node_distance(local_node, node);
2285
2286                 /*
2287                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2288                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2289                  */
2290                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2291                         zone_reclaim_mode = 1;
2292
2293                 /*
2294                  * We don't want to pressure a particular node.
2295                  * So adding penalty to the first node in same
2296                  * distance group to make it round-robin.
2297                  */
2298                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2299                         node_load[node] = load;
2300
2301                 prev_node = node;
2302                 load--;
2303                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2304                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2305                 else
2306                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2307         }
2308
2309         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2310                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2311                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2312         }
2313
2314         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2315 }
2316
2317 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2318 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2319 {
2320         struct zonelist *zonelist;
2321         struct zonelist_cache *zlc;
2322         struct zoneref *z;
2323
2324         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2325         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2326         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2327         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2328                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2329 }
2330
2331
2332 #else   /* CONFIG_NUMA */
2333
2334 static void set_zonelist_order(void)
2335 {
2336         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2337 }
2338
2339 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2340 {
2341         int node, local_node;
2342         enum zone_type j;
2343         struct zonelist *zonelist;
2344
2345         local_node = pgdat->node_id;
2346
2347         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2348         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2349
2350         /*
2351          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2352          * of all the other nodes.
2353          * We don't want to pressure a particular node, so when
2354          * building the zones for node N, we make sure that the
2355          * zones coming right after the local ones are those from
2356          * node N+1 (modulo N)
2357          */
2358         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2359                 if (!node_online(node))
2360                         continue;
2361                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2362                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2363         }
2364         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2365                 if (!node_online(node))
2366                         continue;
2367                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2368                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2369         }
2370
2371         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2372         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2373 }
2374
2375 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2376 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2377 {
2378         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2379 }
2380
2381 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2382
2383 /* return values int ....just for stop_machine() */
2384 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2385 {
2386         int nid;
2387
2388         for_each_online_node(nid) {
2389                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2390
2391                 build_zonelists(pgdat);
2392                 build_zonelist_cache(pgdat);
2393         }
2394         return 0;
2395 }
2396
2397 void build_all_zonelists(void)
2398 {
2399         set_zonelist_order();
2400
2401         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2402                 __build_all_zonelists(NULL);
2403                 mminit_verify_zonelist();
2404                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2405         } else {
2406                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2407                    of zonelist */
2408                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2409                 /* cpuset refresh routine should be here */
2410         }
2411         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2412         /*
2413          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2414          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2415          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2416          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2417          * disabled and enable it later
2418          */
2419         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2420                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2421         else
2422                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2423
2424         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2425                 "Total pages: %ld\n",
2426                         num_online_nodes(),
2427                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2428                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2429                         vm_total_pages);
2430 #ifdef CONFIG_NUMA
2431         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2432 #endif
2433 }
2434
2435 /*
2436  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2437  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2438  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2439  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2440  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2441  * conservative, even though it seems large.
2442  *
2443  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2444  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2445  */
2446 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2447
2448 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2449 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2450 {
2451         unsigned long size = 1;
2452
2453         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2454
2455         while (size < pages)
2456                 size <<= 1;
2457
2458         /*
2459          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2460          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2461          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2462          */
2463         size = min(size, 4096UL);
2464
2465         return max(size, 4UL);
2466 }
2467 #else
2468 /*
2469  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2470  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2471  *
2472  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2473  *
2474  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2475  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2476  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2477  *
2478  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2479  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2480  *
2481  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2482  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2483  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2484  */
2485 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2486 {
2487         return 4096UL;
2488 }
2489 #endif
2490
2491 /*
2492  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2493  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2494  * hash function before the remainder is taken.
2495  */
2496 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2497 {
2498         return ffz(~size);
2499 }
2500
2501 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2502
2503 /*
2504  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2505  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2506  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2507  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2508  * blocks as reclaim kicks in
2509  */
2510 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2511 {
2512         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2513         struct page *page;
2514         unsigned long reserve, block_migratetype;
2515
2516         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2517         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2518         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2519         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2520                                                         pageblock_order;
2521
2522         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2523                 if (!pfn_valid(pfn))
2524                         continue;
2525                 page = pfn_to_page(pfn);
2526
2527                 /* Watch out for overlapping nodes */
2528                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2529                         continue;
2530
2531                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2532                 if (PageReserved(page))
2533                         continue;
2534
2535                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2536
2537                 /* If this block is reserved, account for it */
2538                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2539                         reserve--;
2540                         continue;
2541                 }
2542
2543                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2544                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2545                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2546                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2547                         reserve--;
2548                         continue;
2549                 }
2550
2551                 /*
2552                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2553                  * take it back
2554                  */
2555                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2556                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2557                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2558                 }
2559         }
2560 }
2561
2562 /*
2563  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2564  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2565  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2566  */
2567 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2568                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2569 {
2570         struct page *page;
2571         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2572         unsigned long pfn;
2573         struct zone *z;
2574
2575         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2576         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2577                 /*
2578                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2579                  * handed to this function.  They do not
2580                  * exist on hotplugged memory.
2581                  */
2582                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2583                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2584                                 continue;
2585                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2586                                 continue;
2587                 }
2588                 page = pfn_to_page(pfn);
2589                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2590                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2591                 init_page_count(page);
2592                 reset_page_mapcount(page);
2593                 SetPageReserved(page);
2594                 /*
2595                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2596                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2597                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2598                  * the address space during boot when many long-lived
2599                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2600                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2601                  * setup_zone_migrate_reserve()
2602                  *
2603                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2604                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2605                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2606                  * pfn out of zone.
2607                  */
2608                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2609                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2610                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2611                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2612
2613                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2614 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2615                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2616                 if (!is_highmem_idx(zone))
2617                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2618 #endif
2619         }
2620 }
2621
2622 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2623 {
2624         int order, t;
2625         for_each_migratetype_order(order, t) {
2626                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2627                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2628         }
2629 }
2630
2631 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2632 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2633         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2634 #endif
2635
2636 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2637 {
2638         int batch;
2639
2640         /*
2641          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2642          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2643          *
2644          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2645          */
2646         batch = zone->present_pages / 1024;
2647         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2648                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2649         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2650         if (batch < 1)
2651                 batch = 1;
2652
2653         /*
2654          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2655          * of 2 value was found to be more likely to have
2656          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2657          *
2658          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2659          * batches of pages, one task can end up with a lot
2660          * of pages of one half of the possible page colors
2661          * and the other with pages of the other colors.
2662          */
2663         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2664
2665         return batch;
2666 }
2667
2668 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2669 {
2670         struct per_cpu_pages *pcp;
2671
2672         memset(p, 0, sizeof(*p));
2673
2674         pcp = &p->pcp;
2675         pcp->count = 0;
2676         pcp->high = 6 * batch;
2677         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2678         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2679 }
2680
2681 /*
2682  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2683  * to the value high for the pageset p.
2684  */
2685
2686 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2687                                 unsigned long high)
2688 {
2689         struct per_cpu_pages *pcp;
2690
2691         pcp = &p->pcp;
2692         pcp->high = high;
2693         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2694         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2695                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2696 }
2697
2698
2699 #ifdef CONFIG_NUMA
2700 /*
2701  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2702  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2703  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2704  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2705  * with interrupts disabled.
2706  *
2707  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2708  *
2709  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2710  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2711  * hotplugged processors.
2712  *
2713  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2714  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2715  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2716  */
2717 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2718
2719 /*
2720  * Dynamically allocate memory for the
2721  * per cpu pageset array in struct zone.
2722  */
2723 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2724 {
2725         struct zone *zone, *dzone;
2726         int node = cpu_to_node(cpu);
2727
2728         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2729
2730         for_each_zone(zone) {
2731
2732                 if (!populated_zone(zone))
2733                         continue;
2734
2735                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2736                                          GFP_KERNEL, node);
2737                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2738                         goto bad;
2739
2740                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2741
2742                 if (percpu_pagelist_fraction)
2743                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2744                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2745         }
2746
2747         return 0;
2748 bad:
2749         for_each_zone(dzone) {
2750                 if (!populated_zone(dzone))
2751                         continue;
2752                 if (dzone == zone)
2753                         break;
2754                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2755                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2756         }
2757         return -ENOMEM;
2758 }
2759
2760 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2761 {
2762         struct zone *zone;
2763
2764         for_each_zone(zone) {
2765                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2766
2767                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2768                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2769                         kfree(pset);
2770                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2771         }
2772 }
2773
2774 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2775                 unsigned long action,
2776                 void *hcpu)
2777 {
2778         int cpu = (long)hcpu;
2779         int ret = NOTIFY_OK;
2780
2781         switch (action) {
2782         case CPU_UP_PREPARE:
2783         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2784                 if (process_zones(cpu))
2785                         ret = NOTIFY_BAD;
2786                 break;
2787         case CPU_UP_CANCELED:
2788         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2789         case CPU_DEAD:
2790         case CPU_DEAD_FROZEN:
2791                 free_zone_pagesets(cpu);
2792                 break;
2793         default:
2794                 break;
2795         }
2796         return ret;
2797 }
2798
2799 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2800         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2801
2802 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2803 {
2804         int err;
2805
2806         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2807          * A cpuup callback will do this for every cpu
2808          * as it comes online
2809          */
2810         err = process_zones(smp_processor_id());
2811         BUG_ON(err);
2812         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2813 }
2814
2815 #endif
2816
2817 static noinline __init_refok
2818 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2819 {
2820         int i;
2821         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2822         size_t alloc_size;
2823
2824         /*
2825          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2826          * per zone.
2827          */
2828         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2829                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2830         zone->wait_table_bits =
2831                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2832         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2833                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2834
2835         if (!slab_is_available()) {
2836                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2837                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2838         } else {
2839                 /*
2840                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2841                  * via memory hot-add.
2842                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2843                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2844                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2845                  * node itself as well.
2846                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2847                  * necessary.
2848                  */
2849                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2850         }
2851         if (!zone->wait_table)
2852                 return -ENOMEM;
2853
2854         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2855                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2856
2857         return 0;
2858 }
2859
2860 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2861 {
2862         int cpu;
2863         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2864
2865         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2866 #ifdef CONFIG_NUMA
2867                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2868                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2869                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2870 #else
2871                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2872 #endif
2873         }
2874         if (zone->present_pages)
2875                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2876                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2877 }
2878
2879 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2880                                         unsigned long zone_start_pfn,
2881                                         unsigned long size,
2882                                         enum memmap_context context)
2883 {
2884         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2885         int ret;
2886         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2887         if (ret)
2888                 return ret;
2889         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2890
2891         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2892
2893         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
2894                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
2895                         pgdat->node_id,
2896                         (unsigned long)zone_idx(zone),
2897                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
2898
2899         zone_init_free_lists(zone);
2900
2901         return 0;
2902 }
2903
2904 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2905 /*
2906  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2907  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2908  */
2909 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2910 {
2911         int i;
2912
2913         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2914                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2915                         return i;
2916
2917         return -1;
2918 }
2919
2920 /*
2921  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2922  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
2923  */
2924 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2925 {
2926         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2927                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2928                         return index;
2929
2930         return -1;
2931 }
2932
2933 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2934 /*
2935  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2936  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2937  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2938  * alternative
2939  */
2940 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2941 {
2942         int i;
2943
2944         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2945                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2946                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2947
2948                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2949                         return early_node_map[i].nid;
2950         }
2951
2952         return 0;
2953 }
2954 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2955
2956 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2957 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2958         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2959                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2960
2961 /**
2962  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2963  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2964  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2965  *
2966  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2967  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2968  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2969  */
2970 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2971                                                 unsigned long max_low_pfn)
2972 {
2973         int i;
2974
2975         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2976                 unsigned long size_pages = 0;
2977                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2978
2979                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2980                         continue;
2981
2982                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2983                         end_pfn = max_low_pfn;
2984
2985                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2986                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2987                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2988                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2989         }
2990 }
2991
2992 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
2993 {
2994         int i;
2995         int ret;
2996
2997         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2998                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
2999                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3000                 if (ret)
3001                         break;
3002         }
3003 }
3004 /**
3005  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3006  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3007  *
3008  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3009  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3010  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3011  */
3012 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3013 {
3014         int i;
3015
3016         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3017                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3018                                 early_node_map[i].start_pfn,
3019                                 early_node_map[i].end_pfn);
3020 }
3021
3022 /**
3023  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
3024  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
3025  * @start_pfn: The start pfn of the node
3026  * @end_pfn: The end pfn of the node
3027  *
3028  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
3029  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
3030  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
3031  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
3032  * be used later.
3033  */
3034 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3035 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3036                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3037 {
3038         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3039                         "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
3040                         nid, start_pfn, end_pfn);
3041
3042         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
3043         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3044                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
3045
3046         /* Update the boundaries */
3047         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
3048                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
3049         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
3050                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
3051 }
3052
3053 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
3054 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3055                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3056 {
3057         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3058                         "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
3059                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
3060
3061         /* Return if boundary information has not been provided */
3062         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3063                 return;
3064
3065         /* Check the boundaries and update if necessary */
3066         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
3067                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
3068         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
3069                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
3070 }
3071 #else
3072 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3073                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
3074
3075 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3076                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
3077 #endif
3078
3079
3080 /**
3081  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3082  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3083  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3084  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3085  *
3086  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3087  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3088  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3089  * PFNs will be 0.
3090  */
3091 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3092                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3093 {
3094         int i;
3095         *start_pfn = -1UL;
3096         *end_pfn = 0;
3097
3098         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3099                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3100                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3101         }
3102
3103         if (*start_pfn == -1UL)
3104                 *start_pfn = 0;
3105
3106         /* Push the node boundaries out if requested */
3107         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3108 }
3109
3110 /*
3111  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3112  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3113  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3114  */
3115 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3116 {
3117         int zone_index;
3118         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3119                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3120                         continue;
3121
3122                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3123                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3124                         break;
3125         }
3126
3127         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3128         movable_zone = zone_index;
3129 }
3130
3131 /*
3132  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3133  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3134  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3135  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3136  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3137  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3138  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3139  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3140  */
3141 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3142                                         unsigned long zone_type,
3143                                         unsigned long node_start_pfn,
3144                                         unsigned long node_end_pfn,
3145                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3146                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3147 {
3148         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3149         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3150                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3151                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3152                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3153                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3154                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3155
3156                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3157                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3158                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3159                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3160
3161                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3162                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3163                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3164         }
3165 }
3166
3167 /*
3168  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3169  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3170  */
3171 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3172                                         unsigned long zone_type,
3173                                         unsigned long *ignored)
3174 {
3175         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3176         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3177
3178         /* Get the start and end of the node and zone */
3179         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3180         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3181         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3182         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3183                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3184                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3185
3186         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3187         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3188                 return 0;
3189
3190         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3191         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3192         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3193
3194         /* Return the spanned pages */
3195         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3196 }
3197
3198 /*
3199  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3200  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3201  */
3202 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3203                                 unsigned long range_start_pfn,
3204                                 unsigned long range_end_pfn)
3205 {
3206         int i = 0;
3207         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3208         unsigned long start_pfn;
3209
3210         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3211         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3212         if (i == -1)
3213                 return 0;
3214
3215         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3216
3217         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3218         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3219                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3220
3221         /* Find all holes for the zone within the node */
3222         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3223
3224                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3225                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3226                         break;
3227
3228                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3229                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3230                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3231
3232                 /* Update the hole size cound and move on */
3233                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3234                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3235                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3236                 }
3237                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3238         }
3239
3240         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3241         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3242                 hole_pages += range_end_pfn -
3243                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3244
3245         return hole_pages;
3246 }
3247
3248 /**
3249  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3250  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3251  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3252  *
3253  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3254  */
3255 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3256                                                         unsigned long end_pfn)
3257 {
3258         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3259 }
3260
3261 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3262 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3263                                         unsigned long zone_type,
3264                                         unsigned long *ignored)
3265 {
3266         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3267         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3268
3269         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3270         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3271                                                         node_start_pfn);
3272         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3273                                                         node_end_pfn);
3274
3275         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3276                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3277                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3278         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3279 }
3280
3281 #else
3282 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3283                                         unsigned long zone_type,
3284                                         unsigned long *zones_size)
3285 {
3286         return zones_size[zone_type];
3287 }
3288
3289 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3290                                                 unsigned long zone_type,
3291                                                 unsigned long *zholes_size)
3292 {
3293         if (!zholes_size)
3294                 return 0;
3295
3296         return zholes_size[zone_type];
3297 }
3298
3299 #endif
3300
3301 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3302                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3303 {
3304         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3305         enum zone_type i;
3306
3307         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3308                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3309                                                                 zones_size);
3310         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3311
3312         realtotalpages = totalpages;
3313         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3314                 realtotalpages -=
3315                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3316                                                                 zholes_size);
3317         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3318         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3319                                                         realtotalpages);
3320 }
3321
3322 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3323 /*
3324  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3325  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3326  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3327  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3328  * bytes.
3329  */
3330 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3331 {
3332         unsigned long usemapsize;
3333
3334         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3335         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3336         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3337         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3338
3339         return usemapsize / 8;
3340 }
3341
3342 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3343                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3344 {
3345         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3346         zone->pageblock_flags = NULL;
3347         if (usemapsize) {
3348                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3349                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3350         }
3351 }
3352 #else
3353 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3354                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3355 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3356
3357 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3358
3359 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3360 static inline int pageblock_default_order(void)
3361 {
3362         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3363                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3364
3365         return MAX_ORDER-1;
3366 }
3367
3368 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3369 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3370 {
3371         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3372         if (pageblock_order)
3373                 return;
3374
3375         /*
3376          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3377          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3378          */
3379         pageblock_order = order;
3380 }
3381 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3382
3383 /*
3384  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3385  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3386  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3387  * pageblock_order based on the kernel config
3388  */
3389 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3390 {
3391         return MAX_ORDER-1;
3392 }
3393 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3394
3395 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3396
3397 /*
3398  * Set up the zone data structures:
3399  *   - mark all pages reserved
3400  *   - mark all memory queues empty
3401  *   - clear the memory bitmaps
3402  */
3403 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3404                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3405 {
3406         enum zone_type j;
3407         int nid = pgdat->node_id;
3408         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3409         int ret;
3410
3411         pgdat_resize_init(pgdat);
3412         pgdat->nr_zones = 0;
3413         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3414         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3415         
3416         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3417                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3418                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3419                 enum lru_list l;
3420
3421                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3422                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3423                                                                 zholes_size);
3424
3425                 /*
3426                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3427                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3428                  * and per-cpu initialisations
3429                  */
3430                 memmap_pages =
3431                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3432                 if (realsize >= memmap_pages) {
3433                         realsize -= memmap_pages;
3434                         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3435                                 "%s zone: %lu pages used for memmap\n",
3436                                 zone_names[j], memmap_pages);
3437                 } else
3438                         printk(KERN_WARNING
3439                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3440                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3441
3442                 /* Account for reserved pages */
3443                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3444                         realsize -= dma_reserve;
3445                         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3446                                         "%s zone: %lu pages reserved\n",
3447                                         zone_names[0], dma_reserve);
3448                 }
3449
3450                 if (!is_highmem_idx(j))
3451                         nr_kernel_pages += realsize;
3452                 nr_all_pages += realsize;
3453
3454                 zone->spanned_pages = size;
3455                 zone->present_pages = realsize;
3456 #ifdef CONFIG_NUMA
3457                 zone->node = nid;
3458                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3459                                                 / 100;
3460                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3461 #endif
3462                 zone->name = zone_names[j];
3463                 spin_lock_init(&zone->lock);
3464                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3465                 zone_seqlock_init(zone);
3466                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3467
3468                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3469
3470                 zone_pcp_init(zone);
3471                 for_each_lru(l) {
3472                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3473                         zone->lru[l].nr_scan = 0;
3474                 }
3475                 zap_zone_vm_stats(zone);
3476                 zone->flags = 0;
3477                 if (!size)
3478                         continue;
3479
3480                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3481                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3482                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3483                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3484                 BUG_ON(ret);
3485                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3486                 zone_start_pfn += size;
3487         }
3488 }
3489
3490 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3491 {
3492         /* Skip empty nodes */
3493         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3494                 return;
3495
3496 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3497         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3498         if (!pgdat->node_mem_map) {
3499                 unsigned long size, start, end;
3500                 struct page *map;
3501
3502                 /*
3503                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3504                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3505                  * for the buddy allocator to function correctly.
3506                  */
3507                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3508                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3509                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3510                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3511                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3512                 if (!map)
3513                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3514                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3515         }
3516 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3517         /*
3518          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3519          */
3520         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3521                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3522 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3523                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3524                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3525 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3526         }
3527 #endif
3528 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3529 }
3530
3531 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3532                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3533 {
3534         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3535
3536         pgdat->node_id = nid;
3537         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3538         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3539
3540         alloc_node_mem_map(pgdat);
3541 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3542         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3543                 nid, (unsigned long)pgdat,
3544                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3545 #endif
3546
3547         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3548 }
3549
3550 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3551
3552 #if MAX_NUMNODES > 1
3553 /*
3554  * Figure out the number of possible node ids.
3555  */
3556 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3557 {
3558         unsigned int node;
3559         unsigned int highest = 0;
3560
3561         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3562                 highest = node;
3563         nr_node_ids = highest + 1;
3564 }
3565 #else
3566 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3567 {
3568 }
3569 #endif
3570
3571 /**
3572  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3573  * @nid: The node ID the range resides on
3574  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3575  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3576  *
3577  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3578  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3579  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3580  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3581  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3582  */
3583 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3584                                                 unsigned long end_pfn)
3585 {
3586         int i;
3587
3588         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3589                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3590                         "%d entries of %d used\n",
3591                         nid, start_pfn, end_pfn,
3592                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3593
3594         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3595
3596         /* Merge with existing active regions if possible */
3597         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3598                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3599                         continue;
3600
3601                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3602                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3603                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3604                         return;
3605
3606                 /* Merge forward if suitable */
3607                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3608                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3609                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3610                         return;
3611                 }
3612
3613                 /* Merge backward if suitable */
3614                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3615                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3616                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3617                         return;
3618                 }
3619         }
3620
3621         /* Check that early_node_map is large enough */
3622         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3623                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3624                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3625                 return;
3626         }
3627
3628         early_node_map[i].nid = nid;
3629         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3630         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3631         nr_nodemap_entries = i + 1;
3632 }
3633
3634 /**
3635  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3636  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3637  * @start_pfn: The new PFN of the range
3638  * @end_pfn: The new PFN of the range
3639  *
3640  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3641  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3642  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3643  * range.
3644  */
3645 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3646                                 unsigned long end_pfn)
3647 {
3648         int i, j;
3649         int removed = 0;
3650
3651         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3652                           nid, start_pfn, end_pfn);
3653
3654         /* Find the old active region end and shrink */
3655         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3656                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3657                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3658                         /* clear it */
3659                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3660                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3661                         removed = 1;
3662                         continue;
3663                 }
3664                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3665                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3666                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3667                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3668                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3669                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3670                         continue;
3671                 }
3672                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3673                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3674                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3675                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3676                         continue;
3677                 }
3678         }
3679
3680         if (!removed)
3681                 return;
3682
3683         /* remove the blank ones */
3684         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3685                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3686                         continue;
3687                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3688                         continue;
3689                 /* we found it, get rid of it */
3690                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3691                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3692                                 sizeof(early_node_map[j]));
3693                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3694                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3695                 nr_nodemap_entries--;
3696         }
3697 }
3698
3699 /**
3700  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3701  *
3702  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3703  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3704  * all currently registered regions.
3705  */
3706 void __init remove_all_active_ranges(void)
3707 {
3708         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3709         nr_nodemap_entries = 0;
3710 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3711         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3712         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3713 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3714 }
3715
3716 /* Compare two active node_active_regions */
3717 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3718 {
3719         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3720         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3721
3722         /* Done this way to avoid overflows */
3723         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3724                 return 1;
3725         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3726                 return -1;
3727
3728         return 0;
3729 }
3730
3731 /* sort the node_map by start_pfn */
3732 static void __init sort_node_map(void)
3733 {
3734         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3735                         sizeof(struct node_active_region),
3736                         cmp_node_active_region, NULL);
3737 }
3738
3739 /* Find the lowest pfn for a node */
3740 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3741 {
3742         int i;
3743         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3744
3745         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3746         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3747                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3748
3749         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3750                 printk(KERN_WARNING
3751                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3752                 return 0;
3753         }
3754
3755         return min_pfn;
3756 }
3757
3758 /**
3759  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3760  *
3761  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3762  * add_active_range().
3763  */
3764 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3765 {
3766         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3767 }
3768
3769 /*
3770  * early_calculate_totalpages()
3771  * Sum pages in active regions for movable zone.
3772  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3773  */
3774 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3775 {
3776         int i;
3777         unsigned long totalpages = 0;
3778
3779         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3780                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3781                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3782                 totalpages += pages;
3783                 if (pages)
3784                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3785         }
3786         return totalpages;
3787 }
3788
3789 /*
3790  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3791  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3792  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3793  * others
3794  */
3795 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3796 {
3797         int i, nid;
3798         unsigned long usable_startpfn;
3799         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3800         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3801         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3802
3803         /*
3804          * If movablecore was specified, calculate what size of
3805          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3806          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3807          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3808          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3809          * what movablecore would have allowed.
3810          */
3811         if (required_movablecore) {
3812                 unsigned long corepages;
3813
3814                 /*
3815                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3816                  * was requested by the user
3817                  */
3818                 required_movablecore =
3819                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3820                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3821
3822                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3823         }
3824
3825         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3826         if (!required_kernelcore)
3827                 return;
3828
3829         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3830         find_usable_zone_for_movable();
3831         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3832
3833 restart:
3834         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3835         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3836         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3837                 /*
3838                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3839                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3840                  * amount of memory for the kernel
3841                  */
3842                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3843                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3844
3845                 /*
3846                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3847                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3848                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3849                  */
3850                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3851
3852                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3853                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3854                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3855                         unsigned long size_pages;
3856
3857                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3858                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3859                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3860                         if (start_pfn >= end_pfn)
3861                                 continue;
3862
3863                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3864                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3865                                 unsigned long kernel_pages;
3866                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3867                                                                 - start_pfn;
3868
3869                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3870                                                         kernelcore_remaining);
3871                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3872                                                         required_kernelcore);
3873
3874                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3875                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3876
3877                                         /*
3878                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3879                                          * that if we have to rebalance
3880                                          * kernelcore across nodes, we will
3881                                          * not double account here
3882                                          */
3883                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3884                                         continue;
3885                                 }
3886                                 start_pfn = usable_startpfn;
3887                         }
3888
3889                         /*
3890                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3891                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3892                          * number of pages used as kernelcore
3893                          */
3894                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3895                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3896                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3897                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3898
3899                         /*
3900                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3901                          * break if the kernelcore for this node has been
3902                          * satisified
3903                          */
3904                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3905                                                                 size_pages);
3906                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3907                         if (!kernelcore_remaining)
3908                                 break;
3909                 }
3910         }
3911
3912         /*
3913          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3914          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3915          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3916          * satisified
3917          */
3918         usable_nodes--;
3919         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
3920                 goto restart;
3921
3922         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
3923         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
3924                 zone_movable_pfn[nid] =
3925                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
3926 }
3927
3928 /* Any regular memory on that node ? */
3929 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
3930 {
3931 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
3932         enum zone_type zone_type;
3933
3934         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
3935                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
3936                 if (zone->present_pages)
3937                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
3938         }
3939 #endif
3940 }
3941
3942 /**
3943  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3944  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
3945  *
3946  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
3947  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
3948  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
3949  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
3950  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
3951  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
3952  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
3953  * at arch_max_dma_pfn.
3954  */
3955 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
3956 {
3957         unsigned long nid;
3958         int i;
3959
3960         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
3961         sort_node_map();
3962
3963         /* Record where the zone boundaries are */
3964         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
3965                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
3966         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
3967                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
3968         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
3969         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
3970         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3971                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3972                         continue;
3973                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
3974                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
3975                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
3976                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
3977         }
3978         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3979         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3980
3981         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
3982         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
3983         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
3984
3985         /* Print out the zone ranges */
3986         printk("Zone PFN ranges:\n");
3987         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3988                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3989                         continue;
3990                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
3991                                 zone_names[i],
3992                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
3993                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
3994         }
3995
3996         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
3997         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
3998         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
3999                 if (zone_movable_pfn[i])
4000                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4001         }
4002
4003         /* Print out the early_node_map[] */
4004         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4005         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4006                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4007                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4008                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4009
4010         /* Initialise every node */
4011         mminit_verify_pageflags_layout();
4012         setup_nr_node_ids();
4013         for_each_online_node(nid) {
4014                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4015                 free_area_init_node(nid, NULL,
4016                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4017
4018                 /* Any memory on that node */
4019                 if (pgdat->node_present_pages)
4020                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4021                 check_for_regular_memory(pgdat);
4022         }
4023 }
4024
4025 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4026 {
4027         unsigned long long coremem;
4028         if (!p)
4029                 return -EINVAL;
4030
4031         coremem = memparse(p, &p);
4032         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4033
4034         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4035         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4036
4037         return 0;
4038 }
4039
4040 /*
4041  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4042  * cannot be reclaimed or migrated.
4043  */
4044 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4045 {
4046         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4047 }
4048
4049 /*
4050  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4051  * can be reclaimed or migrated.
4052  */
4053 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4054 {
4055         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4056 }
4057
4058 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4059 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4060
4061 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4062
4063 /**
4064  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4065  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4066  *
4067  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4068  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4069  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4070  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4071  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4072  * smaller per-cpu batchsize.
4073  */
4074 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4075 {
4076         dma_reserve = new_dma_reserve;
4077 }
4078
4079 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4080 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4081 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4082 #endif
4083
4084 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4085 {
4086         free_area_init_node(0, zones_size,
4087                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4088 }
4089
4090 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4091                                  unsigned long action, void *hcpu)
4092 {
4093         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4094
4095         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4096                 drain_pages(cpu);
4097
4098                 /*
4099                  * Spill the event counters of the dead processor
4100                  * into the current processors event counters.
4101                  * This artificially elevates the count of the current
4102                  * processor.
4103                  */
4104                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4105
4106                 /*
4107                  * Zero the differential counters of the dead processor
4108                  * so that the vm statistics are consistent.
4109                  *
4110                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4111                  * race with what we are doing.
4112                  */
4113                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4114         }
4115         return NOTIFY_OK;
4116 }
4117
4118 void __init page_alloc_init(void)
4119 {
4120         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4121 }
4122
4123 /*
4124  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4125  *      or min_free_kbytes changes.
4126  */
4127 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4128 {
4129         struct pglist_data *pgdat;
4130         unsigned long reserve_pages = 0;
4131         enum zone_type i, j;
4132
4133         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4134                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4135                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4136                         unsigned long max = 0;
4137
4138                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4139                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4140                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4141                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4142                         }
4143
4144                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4145                         max += zone->pages_high;
4146
4147                         if (max > zone->present_pages)
4148                                 max = zone->present_pages;
4149                         reserve_pages += max;
4150                 }
4151         }
4152         totalreserve_pages = reserve_pages;
4153 }
4154
4155 /*
4156  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4157  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4158  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4159  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4160  */
4161 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4162 {
4163         struct pglist_data *pgdat;
4164         enum zone_type j, idx;
4165
4166         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4167                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4168                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4169                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4170
4171                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4172
4173                         idx = j;
4174                         while (idx) {
4175                                 struct zone *lower_zone;
4176
4177                                 idx--;
4178
4179                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4180                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4181
4182                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4183                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4184                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4185                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4186                         }
4187                 }
4188         }
4189
4190         /* update totalreserve_pages */
4191         calculate_totalreserve_pages();
4192 }
4193
4194 /**
4195  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4196  *
4197  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4198  * with respect to min_free_kbytes.
4199  */
4200 void setup_per_zone_pages_min(void)
4201 {
4202         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4203         unsigned long lowmem_pages = 0;
4204         struct zone *zone;
4205         unsigned long flags;
4206
4207         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4208         for_each_zone(zone) {
4209                 if (!is_highmem(zone))
4210                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4211         }
4212
4213         for_each_zone(zone) {
4214                 u64 tmp;
4215
4216                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4217                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4218                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4219                 if (is_highmem(zone)) {
4220                         /*
4221                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4222                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4223                          * value here.
4224                          *
4225                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4226                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4227                          * not be capped for highmem.
4228                          */
4229                         int min_pages;
4230
4231                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4232                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4233                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4234                         if (min_pages > 128)
4235                                 min_pages = 128;
4236                         zone->pages_min = min_pages;
4237                 } else {
4238                         /*
4239                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4240                          * proportionate to the zone's size.
4241                          */
4242                         zone->pages_min = tmp;
4243                 }
4244
4245                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4246                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4247                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4248                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4249         }
4250
4251         /* update totalreserve_pages */
4252         calculate_totalreserve_pages();
4253 }
4254
4255 /*
4256  * Initialise min_free_kbytes.
4257  *
4258  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4259  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4260  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4261  *
4262  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4263  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4264  *
4265  * which yields
4266  *
4267  * 16MB:        512k
4268  * 32MB:        724k
4269  * 64MB:        1024k
4270  * 128MB:       1448k
4271  * 256MB:       2048k
4272  * 512MB:       2896k
4273  * 1024MB:      4096k
4274  * 2048MB:      5792k
4275  * 4096MB:      8192k
4276  * 8192MB:      11584k
4277  * 16384MB:     16384k
4278  */
4279 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4280 {
4281         unsigned long lowmem_kbytes;
4282
4283         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4284
4285         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4286         if (min_free_kbytes < 128)
4287                 min_free_kbytes = 128;
4288         if (min_free_kbytes > 65536)
4289                 min_free_kbytes = 65536;
4290         setup_per_zone_pages_min();
4291         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4292         return 0;
4293 }
4294 module_init(init_per_zone_pages_min)
4295
4296 /*
4297  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4298  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4299  *      changes.
4300  */
4301 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4302         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4303 {
4304         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4305         if (write)
4306                 setup_per_zone_pages_min();
4307         return 0;
4308 }
4309
4310 #ifdef CONFIG_NUMA
4311 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4312         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4313 {
4314         struct zone *zone;
4315         int rc;
4316
4317         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4318         if (rc)
4319                 return rc;
4320
4321         for_each_zone(zone)
4322                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4323                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4324         return 0;
4325 }
4326
4327 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4328         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4329 {
4330         struct zone *zone;
4331         int rc;
4332
4333         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4334         if (rc)
4335                 return rc;
4336
4337         for_each_zone(zone)
4338                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4339                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4340         return 0;
4341 }
4342 #endif
4343
4344 /*
4345  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4346  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4347  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4348  *
4349  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4350  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4351  * if in function of the boot time zone sizes.
4352  */
4353 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4354         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4355 {
4356         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4357         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4358         return 0;
4359 }
4360
4361 /*
4362  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4363  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4364  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4365  */
4366
4367 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4368         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4369 {
4370         struct zone *zone;
4371         unsigned int cpu;
4372         int ret;
4373
4374         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4375         if (!write || (ret == -EINVAL))
4376                 return ret;
4377         for_each_zone(zone) {
4378                 for_each_online_cpu(cpu) {
4379                         unsigned long  high;
4380                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4381                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4382                 }
4383         }
4384         return 0;
4385 }
4386
4387 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4388
4389 #ifdef CONFIG_NUMA
4390 static int __init set_hashdist(char *str)
4391 {
4392         if (!str)
4393                 return 0;
4394         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4395         return 1;
4396 }
4397 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4398 #endif
4399
4400 /*
4401  * allocate a large system hash table from bootmem
4402  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4403  *   quantity of entries
4404  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4405  */
4406 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4407                                      unsigned long bucketsize,
4408                                      unsigned long numentries,
4409                                      int scale,
4410                                      int flags,
4411                                      unsigned int *_hash_shift,
4412                                      unsigned int *_hash_mask,
4413                                      unsigned long limit)
4414 {
4415         unsigned long long max = limit;
4416         unsigned long log2qty, size;
4417         void *table = NULL;
4418
4419         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4420         if (!numentries) {
4421                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4422                 numentries = nr_kernel_pages;
4423                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4424                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4425                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4426
4427                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4428                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4429                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4430                 else
4431                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4432
4433                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4434                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4435                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4436         }
4437         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4438
4439         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4440         if (max == 0) {
4441                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4442                 do_div(max, bucketsize);
4443         }
4444
4445         if (numentries > max)
4446                 numentries = max;
4447
4448         log2qty = ilog2(numentries);
4449
4450         do {
4451                 size = bucketsize << log2qty;
4452                 if (flags & HASH_EARLY)
4453                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4454                 else if (hashdist)
4455                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4456                 else {
4457                         unsigned long order = get_order(size);
4458                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
4459                         /*
4460                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4461                          * some pages at the end of hash table.
4462                          */
4463                         if (table) {
4464                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4465                                                 (PAGE_SIZE << order);
4466                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4467                                                 PAGE_ALIGN(size);
4468                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4469                                 while (used < alloc_end) {
4470                                         free_page(used);
4471                                         used += PAGE_SIZE;
4472                                 }
4473                         }
4474                 }
4475         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4476
4477         if (!table)
4478                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4479
4480         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4481                tablename,
4482                (1U << log2qty),
4483                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4484                size);
4485
4486         if (_hash_shift)
4487                 *_hash_shift = log2qty;
4488         if (_hash_mask)
4489                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4490
4491         return table;
4492 }
4493
4494 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
4495 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
4496 {
4497         return __pfn_to_page(pfn);
4498 }
4499 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
4500 {
4501         return __page_to_pfn(page);
4502 }
4503 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
4504 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
4505 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
4506
4507 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4508 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4509                                                         unsigned long pfn)
4510 {
4511 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4512         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4513 #else
4514         return zone->pageblock_flags;
4515 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4516 }
4517
4518 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4519 {
4520 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4521         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4522         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4523 #else
4524         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4525         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4526 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4527 }
4528
4529 /**
4530  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4531  * @page: The page within the block of interest
4532  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4533  * @end_bitidx: The last bit of interest
4534  * returns pageblock_bits flags
4535  */
4536 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4537                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4538 {
4539         struct zone *zone;
4540         unsigned long *bitmap;
4541         unsigned long pfn, bitidx;
4542         unsigned long flags = 0;
4543         unsigned long value = 1;
4544
4545         zone = page_zone(page);
4546         pfn = page_to_pfn(page);
4547         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4548         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4549
4550         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4551                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4552                         flags |= value;
4553
4554         return flags;
4555 }
4556
4557 /**
4558  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4559  * @page: The page within the block of interest
4560  * @start_bitidx: The first bit of interest
4561  * @end_bitidx: The last bit of interest
4562  * @flags: The flags to set
4563  */
4564 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4565                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4566 {
4567         struct zone *zone;
4568         unsigned long *bitmap;
4569         unsigned long pfn, bitidx;
4570         unsigned long value = 1;
4571
4572         zone = page_zone(page);
4573         pfn = page_to_pfn(page);
4574         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4575         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4576         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4577         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4578
4579         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4580                 if (flags & value)
4581                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4582                 else
4583                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4584 }
4585
4586 /*
4587  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4588  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4589  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4590  */
4591
4592 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4593 {
4594         struct zone *zone;
4595         unsigned long flags;
4596         int ret = -EBUSY;
4597
4598         zone = page_zone(page);
4599         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4600         /*
4601          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4602          */
4603         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4604                 goto out;
4605         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4606         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4607         ret = 0;
4608 out:
4609         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4610         if (!ret)
4611                 drain_all_pages();
4612         return ret;
4613 }
4614
4615 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4616 {
4617         struct zone *zone;
4618         unsigned long flags;
4619         zone = page_zone(page);
4620         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4621         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4622                 goto out;
4623         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4624         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4625 out:
4626         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4627 }
4628
4629 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4630 /*
4631  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4632  */
4633 void
4634 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4635 {
4636         struct page *page;
4637         struct zone *zone;
4638         int order, i;
4639         unsigned long pfn;
4640         unsigned long flags;
4641         /* find the first valid pfn */
4642         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4643                 if (pfn_valid(pfn))
4644                         break;
4645         if (pfn == end_pfn)
4646                 return;
4647         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4648         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4649         pfn = start_pfn;
4650         while (pfn < end_pfn) {
4651                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4652                         pfn++;
4653                         continue;
4654                 }
4655                 page = pfn_to_page(pfn);
4656                 BUG_ON(page_count(page));
4657                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4658                 order = page_order(page);
4659 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4660                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4661                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4662 #endif
4663                 list_del(&page->lru);
4664                 rmv_page_order(page);
4665                 zone->free_area[order].nr_free--;
4666                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4667                                       - (1UL << order));
4668                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4669                         SetPageReserved((page+i));
4670                 pfn += (1 << order);
4671         }
4672         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4673 }
4674 #endif