3f30189896fd5db2fbfae92696d0d8a09b4df072
[linux-2.6.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/oom.h>
32 #include <linux/notifier.h>
33 #include <linux/topology.h>
34 #include <linux/sysctl.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/memory_hotplug.h>
38 #include <linux/nodemask.h>
39 #include <linux/vmalloc.h>
40 #include <linux/mempolicy.h>
41 #include <linux/stop_machine.h>
42 #include <linux/sort.h>
43 #include <linux/pfn.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/fault-inject.h>
46 #include <linux/page-isolation.h>
47 #include <linux/page_cgroup.h>
48 #include <linux/debugobjects.h>
49
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 unsigned long highest_memmap_pfn __read_mostly;
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         static unsigned long resume;
227         static unsigned long nr_shown;
228         static unsigned long nr_unshown;
229
230         /*
231          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
232          * or allow a steady drip of one report per second.
233          */
234         if (nr_shown == 60) {
235                 if (time_before(jiffies, resume)) {
236                         nr_unshown++;
237                         goto out;
238                 }
239                 if (nr_unshown) {
240                         printk(KERN_ALERT
241                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
242                                 nr_unshown);
243                         nr_unshown = 0;
244                 }
245                 nr_shown = 0;
246         }
247         if (nr_shown++ == 0)
248                 resume = jiffies + 60 * HZ;
249
250         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
251                 current->comm, page_to_pfn(page));
252         printk(KERN_ALERT
253                 "page:%p flags:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%lx\n",
254                 page, (void *)page->flags, page_count(page),
255                 page_mapcount(page), page->mapping, page->index);
256
257         dump_stack();
258 out:
259         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
260         __ClearPageBuddy(page);
261         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
262 }
263
264 /*
265  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
266  *
267  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
268  *
269  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
270  *
271  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
272  * the head page (even the head page has this).
273  *
274  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
275  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
276  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
277  */
278
279 static void free_compound_page(struct page *page)
280 {
281         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
282 }
283
284 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
285 {
286         int i;
287         int nr_pages = 1 << order;
288
289         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
290         set_compound_order(page, order);
291         __SetPageHead(page);
292         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
293                 struct page *p = page + i;
294
295                 __SetPageTail(p);
296                 p->first_page = page;
297         }
298 }
299
300 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
301 void prep_compound_gigantic_page(struct page *page, unsigned long order)
302 {
303         int i;
304         int nr_pages = 1 << order;
305         struct page *p = page + 1;
306
307         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
308         set_compound_order(page, order);
309         __SetPageHead(page);
310         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p = mem_map_next(p, page, i)) {
311                 __SetPageTail(p);
312                 p->first_page = page;
313         }
314 }
315 #endif
316
317 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
318 {
319         int i;
320         int nr_pages = 1 << order;
321         int bad = 0;
322
323         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
324             unlikely(!PageHead(page))) {
325                 bad_page(page);
326                 bad++;
327         }
328
329         __ClearPageHead(page);
330
331         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
332                 struct page *p = page + i;
333
334                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
335                         bad_page(page);
336                         bad++;
337                 }
338                 __ClearPageTail(p);
339         }
340
341         return bad;
342 }
343
344 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
345 {
346         int i;
347
348         /*
349          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
350          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
351          */
352         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
353         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
354                 clear_highpage(page + i);
355 }
356
357 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
358 {
359         set_page_private(page, order);
360         __SetPageBuddy(page);
361 }
362
363 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
364 {
365         __ClearPageBuddy(page);
366         set_page_private(page, 0);
367 }
368
369 /*
370  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
371  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
372  *
373  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
374  * the following equation:
375  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
376  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
377  * 1 buddy is #10:
378  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
379  *
380  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
381  * satisfies the following equation:
382  *     P = B & ~(1 << O)
383  *
384  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
385  */
386 static inline struct page *
387 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
388 {
389         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
390
391         return page + (buddy_idx - page_idx);
392 }
393
394 static inline unsigned long
395 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
396 {
397         return (page_idx & ~(1 << order));
398 }
399
400 /*
401  * This function checks whether a page is free && is the buddy
402  * we can do coalesce a page and its buddy if
403  * (a) the buddy is not in a hole &&
404  * (b) the buddy is in the buddy system &&
405  * (c) a page and its buddy have the same order &&
406  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
407  *
408  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
409  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
410  *
411  * For recording page's order, we use page_private(page).
412  */
413 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
414                                                                 int order)
415 {
416         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
417                 return 0;
418
419         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
420                 return 0;
421
422         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
423                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
424                 return 1;
425         }
426         return 0;
427 }
428
429 /*
430  * Freeing function for a buddy system allocator.
431  *
432  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
433  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
434  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
435  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
436  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
437  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
438  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
439  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
440  * parts of the VM system.
441  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
442  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
443  * order is recorded in page_private(page) field.
444  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
445  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
446  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
447  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
448  * triggers coalescing into a block of larger size.            
449  *
450  * -- wli
451  */
452
453 static inline void __free_one_page(struct page *page,
454                 struct zone *zone, unsigned int order)
455 {
456         unsigned long page_idx;
457         int order_size = 1 << order;
458         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
459
460         if (unlikely(PageCompound(page)))
461                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
462                         return;
463
464         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
465
466         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
467         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
468
469         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
470         while (order < MAX_ORDER-1) {
471                 unsigned long combined_idx;
472                 struct page *buddy;
473
474                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
475                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
476                         break;
477
478                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
479                 list_del(&buddy->lru);
480                 zone->free_area[order].nr_free--;
481                 rmv_page_order(buddy);
482                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
483                 page = page + (combined_idx - page_idx);
484                 page_idx = combined_idx;
485                 order++;
486         }
487         set_page_order(page, order);
488         list_add(&page->lru,
489                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
490         zone->free_area[order].nr_free++;
491 }
492
493 static inline int free_pages_check(struct page *page)
494 {
495         free_page_mlock(page);
496         if (unlikely(page_mapcount(page) |
497                 (page->mapping != NULL)  |
498                 (page_count(page) != 0)  |
499                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE))) {
500                 bad_page(page);
501                 return 1;
502         }
503         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
504                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
505         return 0;
506 }
507
508 /*
509  * Frees a list of pages. 
510  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
511  * count is the number of pages to free.
512  *
513  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
514  * see if this freeing clears that state.
515  *
516  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
517  * pinned" detection logic.
518  */
519 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
520                                         struct list_head *list, int order)
521 {
522         spin_lock(&zone->lock);
523         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
524         zone->pages_scanned = 0;
525         while (count--) {
526                 struct page *page;
527
528                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
529                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
530                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
531                 list_del(&page->lru);
532                 __free_one_page(page, zone, order);
533         }
534         spin_unlock(&zone->lock);
535 }
536
537 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
538 {
539         spin_lock(&zone->lock);
540         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
541         zone->pages_scanned = 0;
542         __free_one_page(page, zone, order);
543         spin_unlock(&zone->lock);
544 }
545
546 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
547 {
548         unsigned long flags;
549         int i;
550         int bad = 0;
551
552         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
553                 bad += free_pages_check(page + i);
554         if (bad)
555                 return;
556
557         if (!PageHighMem(page)) {
558                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
559                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
560                                            PAGE_SIZE << order);
561         }
562         arch_free_page(page, order);
563         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
564
565         local_irq_save(flags);
566         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
567         free_one_page(page_zone(page), page, order);
568         local_irq_restore(flags);
569 }
570
571 /*
572  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
573  */
574 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
575 {
576         if (order == 0) {
577                 __ClearPageReserved(page);
578                 set_page_count(page, 0);
579                 set_page_refcounted(page);
580                 __free_page(page);
581         } else {
582                 int loop;
583
584                 prefetchw(page);
585                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
586                         struct page *p = &page[loop];
587
588                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
589                                 prefetchw(p + 1);
590                         __ClearPageReserved(p);
591                         set_page_count(p, 0);
592                 }
593
594                 set_page_refcounted(page);
595                 __free_pages(page, order);
596         }
597 }
598
599
600 /*
601  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
602  * Please do not alter this order without good reasons and regression
603  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
604  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
605  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
606  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
607  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
608  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
609  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
610  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
611  *
612  * -- wli
613  */
614 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
615         int low, int high, struct free_area *area,
616         int migratetype)
617 {
618         unsigned long size = 1 << high;
619
620         while (high > low) {
621                 area--;
622                 high--;
623                 size >>= 1;
624                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
625                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
626                 area->nr_free++;
627                 set_page_order(&page[size], high);
628         }
629 }
630
631 /*
632  * This page is about to be returned from the page allocator
633  */
634 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
635 {
636         if (unlikely(page_mapcount(page) |
637                 (page->mapping != NULL)  |
638                 (page_count(page) != 0)  |
639                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP))) {
640                 bad_page(page);
641                 return 1;
642         }
643
644         set_page_private(page, 0);
645         set_page_refcounted(page);
646
647         arch_alloc_page(page, order);
648         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
649
650         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
651                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
652
653         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
654                 prep_compound_page(page, order);
655
656         return 0;
657 }
658
659 /*
660  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
661  * the smallest available page from the freelists
662  */
663 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
664                                                 int migratetype)
665 {
666         unsigned int current_order;
667         struct free_area * area;
668         struct page *page;
669
670         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
671         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
672                 area = &(zone->free_area[current_order]);
673                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
674                         continue;
675
676                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
677                                                         struct page, lru);
678                 list_del(&page->lru);
679                 rmv_page_order(page);
680                 area->nr_free--;
681                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
682                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
683                 return page;
684         }
685
686         return NULL;
687 }
688
689
690 /*
691  * This array describes the order lists are fallen back to when
692  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
693  */
694 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
695         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
696         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
697         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
698         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
699 };
700
701 /*
702  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
703  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
704  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
705  */
706 static int move_freepages(struct zone *zone,
707                           struct page *start_page, struct page *end_page,
708                           int migratetype)
709 {
710         struct page *page;
711         unsigned long order;
712         int pages_moved = 0;
713
714 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
715         /*
716          * page_zone is not safe to call in this context when
717          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
718          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
719          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
720          * grouping pages by mobility
721          */
722         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
723 #endif
724
725         for (page = start_page; page <= end_page;) {
726                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
727                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
728
729                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
730                         page++;
731                         continue;
732                 }
733
734                 if (!PageBuddy(page)) {
735                         page++;
736                         continue;
737                 }
738
739                 order = page_order(page);
740                 list_del(&page->lru);
741                 list_add(&page->lru,
742                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
743                 page += 1 << order;
744                 pages_moved += 1 << order;
745         }
746
747         return pages_moved;
748 }
749
750 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
751                                 int migratetype)
752 {
753         unsigned long start_pfn, end_pfn;
754         struct page *start_page, *end_page;
755
756         start_pfn = page_to_pfn(page);
757         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
758         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
759         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
760         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
761
762         /* Do not cross zone boundaries */
763         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
764                 start_page = page;
765         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
766                 return 0;
767
768         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
769 }
770
771 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
772 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
773                                                 int start_migratetype)
774 {
775         struct free_area * area;
776         int current_order;
777         struct page *page;
778         int migratetype, i;
779
780         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
781         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
782                                                 --current_order) {
783                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
784                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
785
786                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
787                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
788                                 continue;
789
790                         area = &(zone->free_area[current_order]);
791                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
792                                 continue;
793
794                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
795                                         struct page, lru);
796                         area->nr_free--;
797
798                         /*
799                          * If breaking a large block of pages, move all free
800                          * pages to the preferred allocation list. If falling
801                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
802                          * agressive about taking ownership of free pages
803                          */
804                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
805                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
806                                 unsigned long pages;
807                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
808                                                                 start_migratetype);
809
810                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
811                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
812                                         set_pageblock_migratetype(page,
813                                                                 start_migratetype);
814
815                                 migratetype = start_migratetype;
816                         }
817
818                         /* Remove the page from the freelists */
819                         list_del(&page->lru);
820                         rmv_page_order(page);
821                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
822                                                         -(1UL << order));
823
824                         if (current_order == pageblock_order)
825                                 set_pageblock_migratetype(page,
826                                                         start_migratetype);
827
828                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
829                         return page;
830                 }
831         }
832
833         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
834         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
835 }
836
837 /*
838  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
839  * Call me with the zone->lock already held.
840  */
841 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
842                                                 int migratetype)
843 {
844         struct page *page;
845
846         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
847
848         if (unlikely(!page))
849                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
850
851         return page;
852 }
853
854 /* 
855  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
856  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
857  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
858  */
859 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
860                         unsigned long count, struct list_head *list,
861                         int migratetype)
862 {
863         int i;
864         
865         spin_lock(&zone->lock);
866         for (i = 0; i < count; ++i) {
867                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
868                 if (unlikely(page == NULL))
869                         break;
870
871                 /*
872                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
873                  * in physical page order. The page is added to the callers and
874                  * list and the list head then moves forward. From the callers
875                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
876                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
877                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
878                  * properly.
879                  */
880                 list_add(&page->lru, list);
881                 set_page_private(page, migratetype);
882                 list = &page->lru;
883         }
884         spin_unlock(&zone->lock);
885         return i;
886 }
887
888 #ifdef CONFIG_NUMA
889 /*
890  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
891  * currently executing processor on remote nodes after they have
892  * expired.
893  *
894  * Note that this function must be called with the thread pinned to
895  * a single processor.
896  */
897 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
898 {
899         unsigned long flags;
900         int to_drain;
901
902         local_irq_save(flags);
903         if (pcp->count >= pcp->batch)
904                 to_drain = pcp->batch;
905         else
906                 to_drain = pcp->count;
907         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
908         pcp->count -= to_drain;
909         local_irq_restore(flags);
910 }
911 #endif
912
913 /*
914  * Drain pages of the indicated processor.
915  *
916  * The processor must either be the current processor and the
917  * thread pinned to the current processor or a processor that
918  * is not online.
919  */
920 static void drain_pages(unsigned int cpu)
921 {
922         unsigned long flags;
923         struct zone *zone;
924
925         for_each_populated_zone(zone) {
926                 struct per_cpu_pageset *pset;
927                 struct per_cpu_pages *pcp;
928
929                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
930
931                 pcp = &pset->pcp;
932                 local_irq_save(flags);
933                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
934                 pcp->count = 0;
935                 local_irq_restore(flags);
936         }
937 }
938
939 /*
940  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
941  */
942 void drain_local_pages(void *arg)
943 {
944         drain_pages(smp_processor_id());
945 }
946
947 /*
948  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
949  */
950 void drain_all_pages(void)
951 {
952         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
953 }
954
955 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
956
957 void mark_free_pages(struct zone *zone)
958 {
959         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
960         unsigned long flags;
961         int order, t;
962         struct list_head *curr;
963
964         if (!zone->spanned_pages)
965                 return;
966
967         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
968
969         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
970         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
971                 if (pfn_valid(pfn)) {
972                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
973
974                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
975                                 swsusp_unset_page_free(page);
976                 }
977
978         for_each_migratetype_order(order, t) {
979                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
980                         unsigned long i;
981
982                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
983                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
984                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
985                 }
986         }
987         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
988 }
989 #endif /* CONFIG_PM */
990
991 /*
992  * Free a 0-order page
993  */
994 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
995 {
996         struct zone *zone = page_zone(page);
997         struct per_cpu_pages *pcp;
998         unsigned long flags;
999
1000         if (PageAnon(page))
1001                 page->mapping = NULL;
1002         if (free_pages_check(page))
1003                 return;
1004
1005         if (!PageHighMem(page)) {
1006                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1007                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1008         }
1009         arch_free_page(page, 0);
1010         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1011
1012         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
1013         local_irq_save(flags);
1014         __count_vm_event(PGFREE);
1015         if (cold)
1016                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
1017         else
1018                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
1019         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1020         pcp->count++;
1021         if (pcp->count >= pcp->high) {
1022                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1023                 pcp->count -= pcp->batch;
1024         }
1025         local_irq_restore(flags);
1026         put_cpu();
1027 }
1028
1029 void free_hot_page(struct page *page)
1030 {
1031         free_hot_cold_page(page, 0);
1032 }
1033         
1034 void free_cold_page(struct page *page)
1035 {
1036         free_hot_cold_page(page, 1);
1037 }
1038
1039 /*
1040  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1041  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1042  * Each sub-page must be freed individually.
1043  *
1044  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1045  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1046  */
1047 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1048 {
1049         int i;
1050
1051         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1052         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1053         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1054                 set_page_refcounted(page + i);
1055 }
1056
1057 /*
1058  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1059  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1060  * or two.
1061  */
1062 static struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1063                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1064 {
1065         unsigned long flags;
1066         struct page *page;
1067         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1068         int cpu;
1069         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1070
1071 again:
1072         cpu  = get_cpu();
1073         if (likely(order == 0)) {
1074                 struct per_cpu_pages *pcp;
1075
1076                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1077                 local_irq_save(flags);
1078                 if (!pcp->count) {
1079                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1080                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1081                         if (unlikely(!pcp->count))
1082                                 goto failed;
1083                 }
1084
1085                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1086                 if (cold) {
1087                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1088                                 if (page_private(page) == migratetype)
1089                                         break;
1090                 } else {
1091                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1092                                 if (page_private(page) == migratetype)
1093                                         break;
1094                 }
1095
1096                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1097                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1098                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1099                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1100                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1101                 }
1102
1103                 list_del(&page->lru);
1104                 pcp->count--;
1105         } else {
1106                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1107                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1108                 spin_unlock(&zone->lock);
1109                 if (!page)
1110                         goto failed;
1111         }
1112
1113         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1114         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1115         local_irq_restore(flags);
1116         put_cpu();
1117
1118         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1119         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1120                 goto again;
1121         return page;
1122
1123 failed:
1124         local_irq_restore(flags);
1125         put_cpu();
1126         return NULL;
1127 }
1128
1129 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1130 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1131 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1132 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1133 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1134 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1135 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1136
1137 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1138
1139 static struct fail_page_alloc_attr {
1140         struct fault_attr attr;
1141
1142         u32 ignore_gfp_highmem;
1143         u32 ignore_gfp_wait;
1144         u32 min_order;
1145
1146 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1147
1148         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1149         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1150         struct dentry *min_order_file;
1151
1152 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1153
1154 } fail_page_alloc = {
1155         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1156         .ignore_gfp_wait = 1,
1157         .ignore_gfp_highmem = 1,
1158         .min_order = 1,
1159 };
1160
1161 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1162 {
1163         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1164 }
1165 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1166
1167 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1168 {
1169         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1170                 return 0;
1171         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1172                 return 0;
1173         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1174                 return 0;
1175         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1176                 return 0;
1177
1178         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1179 }
1180
1181 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1182
1183 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1184 {
1185         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1186         struct dentry *dir;
1187         int err;
1188
1189         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1190                                        "fail_page_alloc");
1191         if (err)
1192                 return err;
1193         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1194
1195         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1196                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1197                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1198
1199         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1200                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1201                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1202         fail_page_alloc.min_order_file =
1203                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1204                                    &fail_page_alloc.min_order);
1205
1206         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1207             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1208             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1209                 err = -ENOMEM;
1210                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1211                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1212                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1213                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1214         }
1215
1216         return err;
1217 }
1218
1219 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1220
1221 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1222
1223 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1224
1225 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1226 {
1227         return 0;
1228 }
1229
1230 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1231
1232 /*
1233  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1234  * of the allocation.
1235  */
1236 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1237                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1238 {
1239         /* free_pages my go negative - that's OK */
1240         long min = mark;
1241         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1242         int o;
1243
1244         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1245                 min -= min / 2;
1246         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1247                 min -= min / 4;
1248
1249         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1250                 return 0;
1251         for (o = 0; o < order; o++) {
1252                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1253                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1254
1255                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1256                 min >>= 1;
1257
1258                 if (free_pages <= min)
1259                         return 0;
1260         }
1261         return 1;
1262 }
1263
1264 #ifdef CONFIG_NUMA
1265 /*
1266  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1267  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1268  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1269  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1270  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1271  *
1272  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1273  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1274  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1275  *
1276  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1277  * nothing and returns NULL.
1278  *
1279  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1280  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1281  *
1282  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1283  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1284  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1285  * quickly as we can.
1286  */
1287 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1288 {
1289         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1290         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1291
1292         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1293         if (!zlc)
1294                 return NULL;
1295
1296         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1297                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1298                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1299         }
1300
1301         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1302                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1303                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1304         return allowednodes;
1305 }
1306
1307 /*
1308  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1309  * if it is worth looking at further for free memory:
1310  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1311  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1312  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1313  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1314  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1315  * else return false (zero) if it is not.
1316  *
1317  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1318  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1319  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1320  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1321  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1322  * into the second scan of the zonelist.
1323  *
1324  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1325  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1326  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1327  * unturned looking for a free page.
1328  */
1329 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1330                                                 nodemask_t *allowednodes)
1331 {
1332         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1333         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1334         int n;                          /* node that zone *z is on */
1335
1336         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1337         if (!zlc)
1338                 return 1;
1339
1340         i = z - zonelist->_zonerefs;
1341         n = zlc->z_to_n[i];
1342
1343         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1344         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1345 }
1346
1347 /*
1348  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1349  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1350  * from that zone don't waste time re-examining it.
1351  */
1352 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1353 {
1354         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1355         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1356
1357         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1358         if (!zlc)
1359                 return;
1360
1361         i = z - zonelist->_zonerefs;
1362
1363         set_bit(i, zlc->fullzones);
1364 }
1365
1366 #else   /* CONFIG_NUMA */
1367
1368 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1369 {
1370         return NULL;
1371 }
1372
1373 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1374                                 nodemask_t *allowednodes)
1375 {
1376         return 1;
1377 }
1378
1379 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1380 {
1381 }
1382 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1383
1384 /*
1385  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1386  * a page.
1387  */
1388 static struct page *
1389 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1390                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags)
1391 {
1392         struct zoneref *z;
1393         struct page *page = NULL;
1394         int classzone_idx;
1395         struct zone *zone, *preferred_zone;
1396         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1397         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1398         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1399
1400         (void)first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1401                                                         &preferred_zone);
1402         if (!preferred_zone)
1403                 return NULL;
1404
1405         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1406
1407 zonelist_scan:
1408         /*
1409          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1410          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1411          */
1412         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1413                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1414                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1415                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1416                                 continue;
1417                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1418                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1419                                 goto try_next_zone;
1420
1421                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1422                         unsigned long mark;
1423                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1424                                 mark = zone->pages_min;
1425                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1426                                 mark = zone->pages_low;
1427                         else
1428                                 mark = zone->pages_high;
1429                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1430                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1431                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1432                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1433                                         goto this_zone_full;
1434                         }
1435                 }
1436
1437                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1438                 if (page)
1439                         break;
1440 this_zone_full:
1441                 if (NUMA_BUILD)
1442                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1443 try_next_zone:
1444                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1445                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1446                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1447                         zlc_active = 1;
1448                         did_zlc_setup = 1;
1449                 }
1450         }
1451
1452         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1453                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1454                 zlc_active = 0;
1455                 goto zonelist_scan;
1456         }
1457         return page;
1458 }
1459
1460 /*
1461  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1462  */
1463 struct page *
1464 __alloc_pages_internal(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1465                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1466 {
1467         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1468         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1469         struct zoneref *z;
1470         struct zone *zone;
1471         struct page *page;
1472         struct reclaim_state reclaim_state;
1473         struct task_struct *p = current;
1474         int do_retry;
1475         int alloc_flags;
1476         unsigned long did_some_progress;
1477         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1478
1479         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
1480
1481         might_sleep_if(wait);
1482
1483         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1484                 return NULL;
1485
1486 restart:
1487         z = zonelist->_zonerefs;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1488
1489         if (unlikely(!z->zone)) {
1490                 /*
1491                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1492                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1493                  */
1494                 return NULL;
1495         }
1496
1497         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1498                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1499         if (page)
1500                 goto got_pg;
1501
1502         /*
1503          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1504          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1505          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1506          * using a larger set of nodes after it has established that the
1507          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1508          * over allocated.
1509          */
1510         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1511                 goto nopage;
1512
1513         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1514                 wakeup_kswapd(zone, order);
1515
1516         /*
1517          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1518          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1519          * to how we want to proceed.
1520          *
1521          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1522          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1523          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1524          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1525          */
1526         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1527         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1528                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1529         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1530                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1531         if (wait)
1532                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1533
1534         /*
1535          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1536          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1537          *
1538          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1539          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1540          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1541          */
1542         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1543                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1544         if (page)
1545                 goto got_pg;
1546
1547         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1548
1549 rebalance:
1550         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1551                         && !in_interrupt()) {
1552                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1553 nofail_alloc:
1554                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1555                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1556                                 zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1557                         if (page)
1558                                 goto got_pg;
1559                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1560                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1561                                 goto nofail_alloc;
1562                         }
1563                 }
1564                 goto nopage;
1565         }
1566
1567         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1568         if (!wait)
1569                 goto nopage;
1570
1571         cond_resched();
1572
1573         /* We now go into synchronous reclaim */
1574         cpuset_memory_pressure_bump();
1575         /*
1576          * The task's cpuset might have expanded its set of allowable nodes
1577          */
1578         cpuset_update_task_memory_state();
1579         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1580
1581         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1582         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1583         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1584
1585         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order,
1586                                                 gfp_mask, nodemask);
1587
1588         p->reclaim_state = NULL;
1589         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1590         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1591
1592         cond_resched();
1593
1594         if (order != 0)
1595                 drain_all_pages();
1596
1597         if (likely(did_some_progress)) {
1598                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1599                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1600                 if (page)
1601                         goto got_pg;
1602         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1603                 if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1604                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1605                         goto restart;
1606                 }
1607
1608                 /*
1609                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1610                  * very high watermark here, this is only to catch
1611                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1612                  * under heavy pressure.
1613                  */
1614                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1615                         order, zonelist, high_zoneidx,
1616                         ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1617                 if (page) {
1618                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1619                         goto got_pg;
1620                 }
1621
1622                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1623                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1624                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1625                         goto nopage;
1626                 }
1627
1628                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1629                 clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1630                 goto restart;
1631         }
1632
1633         /*
1634          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1635          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1636          *
1637          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1638          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1639          * implementations.
1640          *
1641          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1642          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1643          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1644          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1645          * allocation still fails, we stop retrying.
1646          */
1647         pages_reclaimed += did_some_progress;
1648         do_retry = 0;
1649         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1650                 if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1651                         do_retry = 1;
1652                 } else {
1653                         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT &&
1654                                 pages_reclaimed < (1 << order))
1655                                         do_retry = 1;
1656                 }
1657                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1658                         do_retry = 1;
1659         }
1660         if (do_retry) {
1661                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1662                 goto rebalance;
1663         }
1664
1665 nopage:
1666         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1667                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1668                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1669                         p->comm, order, gfp_mask);
1670                 dump_stack();
1671                 show_mem();
1672         }
1673 got_pg:
1674         return page;
1675 }
1676 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_internal);
1677
1678 /*
1679  * Common helper functions.
1680  */
1681 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1682 {
1683         struct page * page;
1684         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1685         if (!page)
1686                 return 0;
1687         return (unsigned long) page_address(page);
1688 }
1689
1690 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1691
1692 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1693 {
1694         struct page * page;
1695
1696         /*
1697          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1698          * a highmem page
1699          */
1700         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1701
1702         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1703         if (page)
1704                 return (unsigned long) page_address(page);
1705         return 0;
1706 }
1707
1708 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1709
1710 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1711 {
1712         int i = pagevec_count(pvec);
1713
1714         while (--i >= 0)
1715                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1716 }
1717
1718 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1719 {
1720         if (put_page_testzero(page)) {
1721                 if (order == 0)
1722                         free_hot_page(page);
1723                 else
1724                         __free_pages_ok(page, order);
1725         }
1726 }
1727
1728 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1729
1730 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1731 {
1732         if (addr != 0) {
1733                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1734                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1735         }
1736 }
1737
1738 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1739
1740 /**
1741  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1742  * @size: the number of bytes to allocate
1743  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1744  *
1745  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1746  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1747  * allocate memory in power-of-two pages.
1748  *
1749  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1750  *
1751  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1752  */
1753 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1754 {
1755         unsigned int order = get_order(size);
1756         unsigned long addr;
1757
1758         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1759         if (addr) {
1760                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1761                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1762
1763                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1764                 while (used < alloc_end) {
1765                         free_page(used);
1766                         used += PAGE_SIZE;
1767                 }
1768         }
1769
1770         return (void *)addr;
1771 }
1772 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1773
1774 /**
1775  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1776  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1777  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1778  *
1779  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1780  */
1781 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1782 {
1783         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1784         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1785
1786         while (addr < end) {
1787                 free_page(addr);
1788                 addr += PAGE_SIZE;
1789         }
1790 }
1791 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1792
1793 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1794 {
1795         struct zoneref *z;
1796         struct zone *zone;
1797
1798         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1799         unsigned int sum = 0;
1800
1801         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1802
1803         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1804                 unsigned long size = zone->present_pages;
1805                 unsigned long high = zone->pages_high;
1806                 if (size > high)
1807                         sum += size - high;
1808         }
1809
1810         return sum;
1811 }
1812
1813 /*
1814  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1815  */
1816 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1817 {
1818         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1819 }
1820 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1821
1822 /*
1823  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1824  */
1825 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1826 {
1827         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1828 }
1829
1830 static inline void show_node(struct zone *zone)
1831 {
1832         if (NUMA_BUILD)
1833                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1834 }
1835
1836 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1837 {
1838         val->totalram = totalram_pages;
1839         val->sharedram = 0;
1840         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1841         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1842         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1843         val->freehigh = nr_free_highpages();
1844         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1845 }
1846
1847 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1848
1849 #ifdef CONFIG_NUMA
1850 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1851 {
1852         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1853
1854         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1855         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1856 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1857         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1858         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1859                         NR_FREE_PAGES);
1860 #else
1861         val->totalhigh = 0;
1862         val->freehigh = 0;
1863 #endif
1864         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1865 }
1866 #endif
1867
1868 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1869
1870 /*
1871  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1872  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1873  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1874  */
1875 void show_free_areas(void)
1876 {
1877         int cpu;
1878         struct zone *zone;
1879
1880         for_each_populated_zone(zone) {
1881                 show_node(zone);
1882                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1883
1884                 for_each_online_cpu(cpu) {
1885                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1886
1887                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1888
1889                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1890                                cpu, pageset->pcp.high,
1891                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1892                 }
1893         }
1894
1895         printk("Active_anon:%lu active_file:%lu inactive_anon:%lu\n"
1896                 " inactive_file:%lu"
1897 //TODO:  check/adjust line lengths
1898 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1899                 " unevictable:%lu"
1900 #endif
1901                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1902                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1903                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
1904                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
1905                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
1906                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
1907 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1908                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
1909 #endif
1910                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1911                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1912                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1913                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1914                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1915                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1916                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1917                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1918                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1919
1920         for_each_populated_zone(zone) {
1921                 int i;
1922
1923                 show_node(zone);
1924                 printk("%s"
1925                         " free:%lukB"
1926                         " min:%lukB"
1927                         " low:%lukB"
1928                         " high:%lukB"
1929                         " active_anon:%lukB"
1930                         " inactive_anon:%lukB"
1931                         " active_file:%lukB"
1932                         " inactive_file:%lukB"
1933 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1934                         " unevictable:%lukB"
1935 #endif
1936                         " present:%lukB"
1937                         " pages_scanned:%lu"
1938                         " all_unreclaimable? %s"
1939                         "\n",
1940                         zone->name,
1941                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1942                         K(zone->pages_min),
1943                         K(zone->pages_low),
1944                         K(zone->pages_high),
1945                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
1946                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
1947                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
1948                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
1949 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1950                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
1951 #endif
1952                         K(zone->present_pages),
1953                         zone->pages_scanned,
1954                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1955                         );
1956                 printk("lowmem_reserve[]:");
1957                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1958                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1959                 printk("\n");
1960         }
1961
1962         for_each_populated_zone(zone) {
1963                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1964
1965                 show_node(zone);
1966                 printk("%s: ", zone->name);
1967
1968                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1969                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1970                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1971                         total += nr[order] << order;
1972                 }
1973                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1974                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1975                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1976                 printk("= %lukB\n", K(total));
1977         }
1978
1979         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
1980
1981         show_swap_cache_info();
1982 }
1983
1984 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
1985 {
1986         zoneref->zone = zone;
1987         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
1988 }
1989
1990 /*
1991  * Builds allocation fallback zone lists.
1992  *
1993  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1994  */
1995 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1996                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1997 {
1998         struct zone *zone;
1999
2000         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2001         zone_type++;
2002
2003         do {
2004                 zone_type--;
2005                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2006                 if (populated_zone(zone)) {
2007                         zoneref_set_zone(zone,
2008                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2009                         check_highest_zone(zone_type);
2010                 }
2011
2012         } while (zone_type);
2013         return nr_zones;
2014 }
2015
2016
2017 /*
2018  *  zonelist_order:
2019  *  0 = automatic detection of better ordering.
2020  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2021  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2022  *
2023  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2024  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2025  */
2026 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2027 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2028 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2029
2030 /* zonelist order in the kernel.
2031  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2032  */
2033 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2034 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2035
2036
2037 #ifdef CONFIG_NUMA
2038 /* The value user specified ....changed by config */
2039 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2040 /* string for sysctl */
2041 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2042 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2043
2044 /*
2045  * interface for configure zonelist ordering.
2046  * command line option "numa_zonelist_order"
2047  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2048  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2049  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2050  */
2051
2052 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2053 {
2054         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2055                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2056         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2057                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2058         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2059                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2060         } else {
2061                 printk(KERN_WARNING
2062                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2063                         "%s\n", s);
2064                 return -EINVAL;
2065         }
2066         return 0;
2067 }
2068
2069 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2070 {
2071         if (s)
2072                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2073         return 0;
2074 }
2075 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2076
2077 /*
2078  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2079  */
2080 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2081                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2082                 loff_t *ppos)
2083 {
2084         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2085         int ret;
2086
2087         if (write)
2088                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2089                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2090         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2091         if (ret)
2092                 return ret;
2093         if (write) {
2094                 int oldval = user_zonelist_order;
2095                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2096                         /*
2097                          * bogus value.  restore saved string
2098                          */
2099                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2100                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2101                         user_zonelist_order = oldval;
2102                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2103                         build_all_zonelists();
2104         }
2105         return 0;
2106 }
2107
2108
2109 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2110 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2111
2112 /**
2113  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2114  * @node: node whose fallback list we're appending
2115  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2116  *
2117  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2118  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2119  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2120  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2121  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2122  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2123  * on them otherwise.
2124  * It returns -1 if no node is found.
2125  */
2126 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2127 {
2128         int n, val;
2129         int min_val = INT_MAX;
2130         int best_node = -1;
2131         node_to_cpumask_ptr(tmp, 0);
2132
2133         /* Use the local node if we haven't already */
2134         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2135                 node_set(node, *used_node_mask);
2136                 return node;
2137         }
2138
2139         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2140
2141                 /* Don't want a node to appear more than once */
2142                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2143                         continue;
2144
2145                 /* Use the distance array to find the distance */
2146                 val = node_distance(node, n);
2147
2148                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2149                 val += (n < node);
2150
2151                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2152                 node_to_cpumask_ptr_next(tmp, n);
2153                 if (!cpus_empty(*tmp))
2154                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2155
2156                 /* Slight preference for less loaded node */
2157                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2158                 val += node_load[n];
2159
2160                 if (val < min_val) {
2161                         min_val = val;
2162                         best_node = n;
2163                 }
2164         }
2165
2166         if (best_node >= 0)
2167                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2168
2169         return best_node;
2170 }
2171
2172
2173 /*
2174  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2175  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2176  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2177  */
2178 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2179 {
2180         int j;
2181         struct zonelist *zonelist;
2182
2183         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2184         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2185                 ;
2186         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2187                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2188         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2189         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2190 }
2191
2192 /*
2193  * Build gfp_thisnode zonelists
2194  */
2195 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2196 {
2197         int j;
2198         struct zonelist *zonelist;
2199
2200         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2201         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2202         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2203         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2204 }
2205
2206 /*
2207  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2208  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2209  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2210  * may still exist in local DMA zone.
2211  */
2212 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2213
2214 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2215 {
2216         int pos, j, node;
2217         int zone_type;          /* needs to be signed */
2218         struct zone *z;
2219         struct zonelist *zonelist;
2220
2221         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2222         pos = 0;
2223         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2224                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2225                         node = node_order[j];
2226                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2227                         if (populated_zone(z)) {
2228                                 zoneref_set_zone(z,
2229                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2230                                 check_highest_zone(zone_type);
2231                         }
2232                 }
2233         }
2234         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2235         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2236 }
2237
2238 static int default_zonelist_order(void)
2239 {
2240         int nid, zone_type;
2241         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2242         struct zone *z;
2243         int average_size;
2244         /*
2245          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2246          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2247          * into OOM very easily.
2248          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2249          */
2250         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2251         low_kmem_size = 0;
2252         total_size = 0;
2253         for_each_online_node(nid) {
2254                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2255                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2256                         if (populated_zone(z)) {
2257                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2258                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2259                                 total_size += z->present_pages;
2260                         }
2261                 }
2262         }
2263         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2264             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2265                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2266         /*
2267          * look into each node's config.
2268          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2269          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2270          */
2271         average_size = total_size /
2272                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2273         for_each_online_node(nid) {
2274                 low_kmem_size = 0;
2275                 total_size = 0;
2276                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2277                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2278                         if (populated_zone(z)) {
2279                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2280                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2281                                 total_size += z->present_pages;
2282                         }
2283                 }
2284                 if (low_kmem_size &&
2285                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2286                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2287                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2288         }
2289         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2290 }
2291
2292 static void set_zonelist_order(void)
2293 {
2294         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2295                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2296         else
2297                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2298 }
2299
2300 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2301 {
2302         int j, node, load;
2303         enum zone_type i;
2304         nodemask_t used_mask;
2305         int local_node, prev_node;
2306         struct zonelist *zonelist;
2307         int order = current_zonelist_order;
2308
2309         /* initialize zonelists */
2310         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2311                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2312                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2313                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2314         }
2315
2316         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2317         local_node = pgdat->node_id;
2318         load = num_online_nodes();
2319         prev_node = local_node;
2320         nodes_clear(used_mask);
2321
2322         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2323         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2324         j = 0;
2325
2326         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2327                 int distance = node_distance(local_node, node);
2328
2329                 /*
2330                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2331                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2332                  */
2333                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2334                         zone_reclaim_mode = 1;
2335
2336                 /*
2337                  * We don't want to pressure a particular node.
2338                  * So adding penalty to the first node in same
2339                  * distance group to make it round-robin.
2340                  */
2341                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2342                         node_load[node] = load;
2343
2344                 prev_node = node;
2345                 load--;
2346                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2347                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2348                 else
2349                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2350         }
2351
2352         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2353                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2354                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2355         }
2356
2357         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2358 }
2359
2360 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2361 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2362 {
2363         struct zonelist *zonelist;
2364         struct zonelist_cache *zlc;
2365         struct zoneref *z;
2366
2367         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2368         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2369         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2370         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2371                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2372 }
2373
2374
2375 #else   /* CONFIG_NUMA */
2376
2377 static void set_zonelist_order(void)
2378 {
2379         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2380 }
2381
2382 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2383 {
2384         int node, local_node;
2385         enum zone_type j;
2386         struct zonelist *zonelist;
2387
2388         local_node = pgdat->node_id;
2389
2390         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2391         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2392
2393         /*
2394          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2395          * of all the other nodes.
2396          * We don't want to pressure a particular node, so when
2397          * building the zones for node N, we make sure that the
2398          * zones coming right after the local ones are those from
2399          * node N+1 (modulo N)
2400          */
2401         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2402                 if (!node_online(node))
2403                         continue;
2404                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2405                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2406         }
2407         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2408                 if (!node_online(node))
2409                         continue;
2410                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2411                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2412         }
2413
2414         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2415         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2416 }
2417
2418 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2419 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2420 {
2421         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2422 }
2423
2424 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2425
2426 /* return values int ....just for stop_machine() */
2427 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2428 {
2429         int nid;
2430
2431         for_each_online_node(nid) {
2432                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2433
2434                 build_zonelists(pgdat);
2435                 build_zonelist_cache(pgdat);
2436         }
2437         return 0;
2438 }
2439
2440 void build_all_zonelists(void)
2441 {
2442         set_zonelist_order();
2443
2444         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2445                 __build_all_zonelists(NULL);
2446                 mminit_verify_zonelist();
2447                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2448         } else {
2449                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2450                    of zonelist */
2451                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2452                 /* cpuset refresh routine should be here */
2453         }
2454         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2455         /*
2456          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2457          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2458          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2459          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2460          * disabled and enable it later
2461          */
2462         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2463                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2464         else
2465                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2466
2467         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2468                 "Total pages: %ld\n",
2469                         num_online_nodes(),
2470                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2471                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2472                         vm_total_pages);
2473 #ifdef CONFIG_NUMA
2474         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2475 #endif
2476 }
2477
2478 /*
2479  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2480  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2481  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2482  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2483  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2484  * conservative, even though it seems large.
2485  *
2486  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2487  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2488  */
2489 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2490
2491 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2492 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2493 {
2494         unsigned long size = 1;
2495
2496         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2497
2498         while (size < pages)
2499                 size <<= 1;
2500
2501         /*
2502          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2503          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2504          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2505          */
2506         size = min(size, 4096UL);
2507
2508         return max(size, 4UL);
2509 }
2510 #else
2511 /*
2512  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2513  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2514  *
2515  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2516  *
2517  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2518  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2519  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2520  *
2521  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2522  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2523  *
2524  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2525  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2526  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2527  */
2528 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2529 {
2530         return 4096UL;
2531 }
2532 #endif
2533
2534 /*
2535  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2536  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2537  * hash function before the remainder is taken.
2538  */
2539 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2540 {
2541         return ffz(~size);
2542 }
2543
2544 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2545
2546 /*
2547  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2548  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2549  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2550  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2551  * blocks as reclaim kicks in
2552  */
2553 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2554 {
2555         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2556         struct page *page;
2557         unsigned long reserve, block_migratetype;
2558
2559         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2560         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2561         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2562         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2563                                                         pageblock_order;
2564
2565         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2566                 if (!pfn_valid(pfn))
2567                         continue;
2568                 page = pfn_to_page(pfn);
2569
2570                 /* Watch out for overlapping nodes */
2571                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2572                         continue;
2573
2574                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2575                 if (PageReserved(page))
2576                         continue;
2577
2578                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2579
2580                 /* If this block is reserved, account for it */
2581                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2582                         reserve--;
2583                         continue;
2584                 }
2585
2586                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2587                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2588                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2589                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2590                         reserve--;
2591                         continue;
2592                 }
2593
2594                 /*
2595                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2596                  * take it back
2597                  */
2598                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2599                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2600                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2601                 }
2602         }
2603 }
2604
2605 /*
2606  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2607  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2608  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2609  */
2610 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2611                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2612 {
2613         struct page *page;
2614         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2615         unsigned long pfn;
2616         struct zone *z;
2617
2618         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
2619                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
2620
2621         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2622         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2623                 /*
2624                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2625                  * handed to this function.  They do not
2626                  * exist on hotplugged memory.
2627                  */
2628                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2629                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2630                                 continue;
2631                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2632                                 continue;
2633                 }
2634                 page = pfn_to_page(pfn);
2635                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2636                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2637                 init_page_count(page);
2638                 reset_page_mapcount(page);
2639                 SetPageReserved(page);
2640                 /*
2641                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2642                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2643                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2644                  * the address space during boot when many long-lived
2645                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2646                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2647                  * setup_zone_migrate_reserve()
2648                  *
2649                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2650                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2651                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2652                  * pfn out of zone.
2653                  */
2654                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2655                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2656                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2657                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2658
2659                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2660 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2661                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2662                 if (!is_highmem_idx(zone))
2663                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2664 #endif
2665         }
2666 }
2667
2668 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2669 {
2670         int order, t;
2671         for_each_migratetype_order(order, t) {
2672                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2673                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2674         }
2675 }
2676
2677 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2678 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2679         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2680 #endif
2681
2682 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2683 {
2684         int batch;
2685
2686         /*
2687          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2688          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2689          *
2690          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2691          */
2692         batch = zone->present_pages / 1024;
2693         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2694                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2695         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2696         if (batch < 1)
2697                 batch = 1;
2698
2699         /*
2700          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2701          * of 2 value was found to be more likely to have
2702          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2703          *
2704          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2705          * batches of pages, one task can end up with a lot
2706          * of pages of one half of the possible page colors
2707          * and the other with pages of the other colors.
2708          */
2709         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2710
2711         return batch;
2712 }
2713
2714 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2715 {
2716         struct per_cpu_pages *pcp;
2717
2718         memset(p, 0, sizeof(*p));
2719
2720         pcp = &p->pcp;
2721         pcp->count = 0;
2722         pcp->high = 6 * batch;
2723         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2724         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2725 }
2726
2727 /*
2728  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2729  * to the value high for the pageset p.
2730  */
2731
2732 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2733                                 unsigned long high)
2734 {
2735         struct per_cpu_pages *pcp;
2736
2737         pcp = &p->pcp;
2738         pcp->high = high;
2739         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2740         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2741                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2742 }
2743
2744
2745 #ifdef CONFIG_NUMA
2746 /*
2747  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2748  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2749  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2750  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2751  * with interrupts disabled.
2752  *
2753  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2754  *
2755  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2756  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2757  * hotplugged processors.
2758  *
2759  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2760  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2761  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2762  */
2763 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2764
2765 /*
2766  * Dynamically allocate memory for the
2767  * per cpu pageset array in struct zone.
2768  */
2769 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2770 {
2771         struct zone *zone, *dzone;
2772         int node = cpu_to_node(cpu);
2773
2774         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2775
2776         for_each_populated_zone(zone) {
2777                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2778                                          GFP_KERNEL, node);
2779                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2780                         goto bad;
2781
2782                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2783
2784                 if (percpu_pagelist_fraction)
2785                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2786                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2787         }
2788
2789         return 0;
2790 bad:
2791         for_each_zone(dzone) {
2792                 if (!populated_zone(dzone))
2793                         continue;
2794                 if (dzone == zone)
2795                         break;
2796                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2797                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2798         }
2799         return -ENOMEM;
2800 }
2801
2802 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2803 {
2804         struct zone *zone;
2805
2806         for_each_zone(zone) {
2807                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2808
2809                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2810                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2811                         kfree(pset);
2812                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2813         }
2814 }
2815
2816 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2817                 unsigned long action,
2818                 void *hcpu)
2819 {
2820         int cpu = (long)hcpu;
2821         int ret = NOTIFY_OK;
2822
2823         switch (action) {
2824         case CPU_UP_PREPARE:
2825         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2826                 if (process_zones(cpu))
2827                         ret = NOTIFY_BAD;
2828                 break;
2829         case CPU_UP_CANCELED:
2830         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2831         case CPU_DEAD:
2832         case CPU_DEAD_FROZEN:
2833                 free_zone_pagesets(cpu);
2834                 break;
2835         default:
2836                 break;
2837         }
2838         return ret;
2839 }
2840
2841 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2842         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2843
2844 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2845 {
2846         int err;
2847
2848         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2849          * A cpuup callback will do this for every cpu
2850          * as it comes online
2851          */
2852         err = process_zones(smp_processor_id());
2853         BUG_ON(err);
2854         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2855 }
2856
2857 #endif
2858
2859 static noinline __init_refok
2860 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2861 {
2862         int i;
2863         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2864         size_t alloc_size;
2865
2866         /*
2867          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2868          * per zone.
2869          */
2870         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2871                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2872         zone->wait_table_bits =
2873                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2874         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2875                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2876
2877         if (!slab_is_available()) {
2878                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2879                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2880         } else {
2881                 /*
2882                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2883                  * via memory hot-add.
2884                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2885                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2886                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2887                  * node itself as well.
2888                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2889                  * necessary.
2890                  */
2891                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2892         }
2893         if (!zone->wait_table)
2894                 return -ENOMEM;
2895
2896         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2897                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2898
2899         return 0;
2900 }
2901
2902 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2903 {
2904         int cpu;
2905         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2906
2907         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2908 #ifdef CONFIG_NUMA
2909                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2910                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2911                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2912 #else
2913                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2914 #endif
2915         }
2916         if (zone->present_pages)
2917                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2918                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2919 }
2920
2921 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2922                                         unsigned long zone_start_pfn,
2923                                         unsigned long size,
2924                                         enum memmap_context context)
2925 {
2926         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2927         int ret;
2928         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2929         if (ret)
2930                 return ret;
2931         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2932
2933         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2934
2935         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
2936                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
2937                         pgdat->node_id,
2938                         (unsigned long)zone_idx(zone),
2939                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
2940
2941         zone_init_free_lists(zone);
2942
2943         return 0;
2944 }
2945
2946 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2947 /*
2948  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2949  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2950  */
2951 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2952 {
2953         int i;
2954
2955         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2956                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2957                         return i;
2958
2959         return -1;
2960 }
2961
2962 /*
2963  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2964  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
2965  */
2966 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2967 {
2968         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2969                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2970                         return index;
2971
2972         return -1;
2973 }
2974
2975 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2976 /*
2977  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2978  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2979  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2980  * alternative
2981  */
2982 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2983 {
2984         int i;
2985
2986         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2987                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2988                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2989
2990                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2991                         return early_node_map[i].nid;
2992         }
2993         /* This is a memory hole */
2994         return -1;
2995 }
2996 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2997
2998 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2999 {
3000         int nid;
3001
3002         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3003         if (nid >= 0)
3004                 return nid;
3005         /* just returns 0 */
3006         return 0;
3007 }
3008
3009 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3010 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3011 {
3012         int nid;
3013
3014         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3015         if (nid >= 0 && nid != node)
3016                 return false;
3017         return true;
3018 }
3019 #endif
3020
3021 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3022 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3023         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3024                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3025
3026 /**
3027  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3028  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3029  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3030  *
3031  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3032  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3033  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3034  */
3035 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3036                                                 unsigned long max_low_pfn)
3037 {
3038         int i;
3039
3040         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3041                 unsigned long size_pages = 0;
3042                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3043
3044                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3045                         continue;
3046
3047                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3048                         end_pfn = max_low_pfn;
3049
3050                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3051                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3052                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3053                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3054         }
3055 }
3056
3057 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3058 {
3059         int i;
3060         int ret;
3061
3062         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3063                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3064                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3065                 if (ret)
3066                         break;
3067         }
3068 }
3069 /**
3070  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3071  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3072  *
3073  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3074  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3075  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3076  */
3077 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3078 {
3079         int i;
3080
3081         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3082                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3083                                 early_node_map[i].start_pfn,
3084                                 early_node_map[i].end_pfn);
3085 }
3086
3087 /**
3088  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
3089  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
3090  * @start_pfn: The start pfn of the node
3091  * @end_pfn: The end pfn of the node
3092  *
3093  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
3094  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
3095  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
3096  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
3097  * be used later.
3098  */
3099 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3100 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3101                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3102 {
3103         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3104                         "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
3105                         nid, start_pfn, end_pfn);
3106
3107         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
3108         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3109                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
3110
3111         /* Update the boundaries */
3112         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
3113                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
3114         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
3115                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
3116 }
3117
3118 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
3119 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3120                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3121 {
3122         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3123                         "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
3124                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
3125
3126         /* Return if boundary information has not been provided */
3127         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3128                 return;
3129
3130         /* Check the boundaries and update if necessary */
3131         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
3132                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
3133         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
3134                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
3135 }
3136 #else
3137 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3138                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
3139
3140 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3141                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
3142 #endif
3143
3144
3145 /**
3146  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3147  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3148  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3149  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3150  *
3151  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3152  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3153  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3154  * PFNs will be 0.
3155  */
3156 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3157                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3158 {
3159         int i;
3160         *start_pfn = -1UL;
3161         *end_pfn = 0;
3162
3163         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3164                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3165                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3166         }
3167
3168         if (*start_pfn == -1UL)
3169                 *start_pfn = 0;
3170
3171         /* Push the node boundaries out if requested */
3172         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3173 }
3174
3175 /*
3176  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3177  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3178  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3179  */
3180 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3181 {
3182         int zone_index;
3183         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3184                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3185                         continue;
3186
3187                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3188                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3189                         break;
3190         }
3191
3192         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3193         movable_zone = zone_index;
3194 }
3195
3196 /*
3197  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3198  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3199  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3200  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3201  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3202  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3203  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3204  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3205  */
3206 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3207                                         unsigned long zone_type,
3208                                         unsigned long node_start_pfn,
3209                                         unsigned long node_end_pfn,
3210                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3211                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3212 {
3213         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3214         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3215                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3216                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3217                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3218                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3219                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3220
3221                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3222                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3223                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3224                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3225
3226                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3227                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3228                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3229         }
3230 }
3231
3232 /*
3233  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3234  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3235  */
3236 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3237                                         unsigned long zone_type,
3238                                         unsigned long *ignored)
3239 {
3240         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3241         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3242
3243         /* Get the start and end of the node and zone */
3244         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3245         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3246         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3247         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3248                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3249                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3250
3251         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3252         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3253                 return 0;
3254
3255         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3256         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3257         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3258
3259         /* Return the spanned pages */
3260         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3261 }
3262
3263 /*
3264  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3265  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3266  */
3267 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3268                                 unsigned long range_start_pfn,
3269                                 unsigned long range_end_pfn)
3270 {
3271         int i = 0;
3272         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3273         unsigned long start_pfn;
3274
3275         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3276         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3277         if (i == -1)
3278                 return 0;
3279
3280         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3281
3282         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3283         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3284                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3285
3286         /* Find all holes for the zone within the node */
3287         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3288
3289                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3290                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3291                         break;
3292
3293                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3294                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3295                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3296
3297                 /* Update the hole size cound and move on */
3298                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3299                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3300                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3301                 }
3302                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3303         }
3304
3305         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3306         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3307                 hole_pages += range_end_pfn -
3308                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3309
3310         return hole_pages;
3311 }
3312
3313 /**
3314  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3315  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3316  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3317  *
3318  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3319  */
3320 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3321                                                         unsigned long end_pfn)
3322 {
3323         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3324 }
3325
3326 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3327 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3328                                         unsigned long zone_type,
3329                                         unsigned long *ignored)
3330 {
3331         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3332         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3333
3334         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3335         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3336                                                         node_start_pfn);
3337         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3338                                                         node_end_pfn);
3339
3340         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3341                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3342                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3343         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3344 }
3345
3346 #else
3347 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3348                                         unsigned long zone_type,
3349                                         unsigned long *zones_size)
3350 {
3351         return zones_size[zone_type];
3352 }
3353
3354 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3355                                                 unsigned long zone_type,
3356                                                 unsigned long *zholes_size)
3357 {
3358         if (!zholes_size)
3359                 return 0;
3360
3361         return zholes_size[zone_type];
3362 }
3363
3364 #endif
3365
3366 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3367                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3368 {
3369         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3370         enum zone_type i;
3371
3372         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3373                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3374                                                                 zones_size);
3375         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3376
3377         realtotalpages = totalpages;
3378         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3379                 realtotalpages -=
3380                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3381                                                                 zholes_size);
3382         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3383         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3384                                                         realtotalpages);
3385 }
3386
3387 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3388 /*
3389  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3390  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3391  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3392  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3393  * bytes.
3394  */
3395 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3396 {
3397         unsigned long usemapsize;
3398
3399         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3400         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3401         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3402         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3403
3404         return usemapsize / 8;
3405 }
3406
3407 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3408                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3409 {
3410         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3411         zone->pageblock_flags = NULL;
3412         if (usemapsize)
3413                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3414 }
3415 #else
3416 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3417                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3418 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3419
3420 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3421
3422 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3423 static inline int pageblock_default_order(void)
3424 {
3425         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3426                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3427
3428         return MAX_ORDER-1;
3429 }
3430
3431 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3432 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3433 {
3434         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3435         if (pageblock_order)
3436                 return;
3437
3438         /*
3439          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3440          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3441          */
3442         pageblock_order = order;
3443 }
3444 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3445
3446 /*
3447  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3448  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3449  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3450  * pageblock_order based on the kernel config
3451  */
3452 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3453 {
3454         return MAX_ORDER-1;
3455 }
3456 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3457
3458 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3459
3460 /*
3461  * Set up the zone data structures:
3462  *   - mark all pages reserved
3463  *   - mark all memory queues empty
3464  *   - clear the memory bitmaps
3465  */
3466 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3467                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3468 {
3469         enum zone_type j;
3470         int nid = pgdat->node_id;
3471         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3472         int ret;
3473
3474         pgdat_resize_init(pgdat);
3475         pgdat->nr_zones = 0;
3476         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3477         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3478         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3479         
3480         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3481                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3482                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3483                 enum lru_list l;
3484
3485                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3486                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3487                                                                 zholes_size);
3488
3489                 /*
3490                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3491                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3492                  * and per-cpu initialisations
3493                  */
3494                 memmap_pages =
3495                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3496                 if (realsize >= memmap_pages) {
3497                         realsize -= memmap_pages;
3498                         if (memmap_pages)
3499                                 printk(KERN_DEBUG
3500                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3501                                        zone_names[j], memmap_pages);
3502                 } else
3503                         printk(KERN_WARNING
3504                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3505                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3506
3507                 /* Account for reserved pages */
3508                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3509                         realsize -= dma_reserve;
3510                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3511                                         zone_names[0], dma_reserve);
3512                 }
3513
3514                 if (!is_highmem_idx(j))
3515                         nr_kernel_pages += realsize;
3516                 nr_all_pages += realsize;
3517
3518                 zone->spanned_pages = size;
3519                 zone->present_pages = realsize;
3520 #ifdef CONFIG_NUMA
3521                 zone->node = nid;
3522                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3523                                                 / 100;
3524                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3525 #endif
3526                 zone->name = zone_names[j];
3527                 spin_lock_init(&zone->lock);
3528                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3529                 zone_seqlock_init(zone);
3530                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3531
3532                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3533
3534                 zone_pcp_init(zone);
3535                 for_each_lru(l) {
3536                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3537                         zone->lru[l].nr_scan = 0;
3538                 }
3539                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
3540                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
3541                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
3542                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
3543                 zap_zone_vm_stats(zone);
3544                 zone->flags = 0;
3545                 if (!size)
3546                         continue;
3547
3548                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3549                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3550                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3551                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3552                 BUG_ON(ret);
3553                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3554                 zone_start_pfn += size;
3555         }
3556 }
3557
3558 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3559 {
3560         /* Skip empty nodes */
3561         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3562                 return;
3563
3564 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3565         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3566         if (!pgdat->node_mem_map) {
3567                 unsigned long size, start, end;
3568                 struct page *map;
3569
3570                 /*
3571                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3572                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3573                  * for the buddy allocator to function correctly.
3574                  */
3575                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3576                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3577                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3578                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3579                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3580                 if (!map)
3581                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3582                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3583         }
3584 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3585         /*
3586          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3587          */
3588         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3589                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3590 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3591                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3592                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3593 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3594         }
3595 #endif
3596 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3597 }
3598
3599 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3600                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3601 {
3602         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3603
3604         pgdat->node_id = nid;
3605         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3606         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3607
3608         alloc_node_mem_map(pgdat);
3609 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3610         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3611                 nid, (unsigned long)pgdat,
3612                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3613 #endif
3614
3615         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3616 }
3617
3618 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3619
3620 #if MAX_NUMNODES > 1
3621 /*
3622  * Figure out the number of possible node ids.
3623  */
3624 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3625 {
3626         unsigned int node;
3627         unsigned int highest = 0;
3628
3629         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3630                 highest = node;
3631         nr_node_ids = highest + 1;
3632 }
3633 #else
3634 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3635 {
3636 }
3637 #endif
3638
3639 /**
3640  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3641  * @nid: The node ID the range resides on
3642  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3643  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3644  *
3645  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3646  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3647  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3648  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3649  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3650  */
3651 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3652                                                 unsigned long end_pfn)
3653 {
3654         int i;
3655
3656         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3657                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3658                         "%d entries of %d used\n",
3659                         nid, start_pfn, end_pfn,
3660                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3661
3662         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3663
3664         /* Merge with existing active regions if possible */
3665         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3666                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3667                         continue;
3668
3669                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3670                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3671                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3672                         return;
3673
3674                 /* Merge forward if suitable */
3675                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3676                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3677                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3678                         return;
3679                 }
3680
3681                 /* Merge backward if suitable */
3682                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3683                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3684                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3685                         return;
3686                 }
3687         }
3688
3689         /* Check that early_node_map is large enough */
3690         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3691                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3692                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3693                 return;
3694         }
3695
3696         early_node_map[i].nid = nid;
3697         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3698         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3699         nr_nodemap_entries = i + 1;
3700 }
3701
3702 /**
3703  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3704  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3705  * @start_pfn: The new PFN of the range
3706  * @end_pfn: The new PFN of the range
3707  *
3708  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3709  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3710  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3711  * range.
3712  */
3713 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3714                                 unsigned long end_pfn)
3715 {
3716         int i, j;
3717         int removed = 0;
3718
3719         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3720                           nid, start_pfn, end_pfn);
3721
3722         /* Find the old active region end and shrink */
3723         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3724                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3725                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3726                         /* clear it */
3727                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3728                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3729                         removed = 1;
3730                         continue;
3731                 }
3732                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3733                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3734                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3735                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3736                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3737                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3738                         continue;
3739                 }
3740                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3741                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3742                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3743                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3744                         continue;
3745                 }
3746         }
3747
3748         if (!removed)
3749                 return;
3750
3751         /* remove the blank ones */
3752         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3753                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3754                         continue;
3755                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3756                         continue;
3757                 /* we found it, get rid of it */
3758                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3759                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3760                                 sizeof(early_node_map[j]));
3761                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3762                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3763                 nr_nodemap_entries--;
3764         }
3765 }
3766
3767 /**
3768  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3769  *
3770  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3771  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3772  * all currently registered regions.
3773  */
3774 void __init remove_all_active_ranges(void)
3775 {
3776         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3777         nr_nodemap_entries = 0;
3778 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3779         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3780         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3781 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3782 }
3783
3784 /* Compare two active node_active_regions */
3785 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3786 {
3787         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3788         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3789
3790         /* Done this way to avoid overflows */
3791         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3792                 return 1;
3793         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3794                 return -1;
3795
3796         return 0;
3797 }
3798
3799 /* sort the node_map by start_pfn */
3800 static void __init sort_node_map(void)
3801 {
3802         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3803                         sizeof(struct node_active_region),
3804                         cmp_node_active_region, NULL);
3805 }
3806
3807 /* Find the lowest pfn for a node */
3808 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3809 {
3810         int i;
3811         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3812
3813         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3814         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3815                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3816
3817         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3818                 printk(KERN_WARNING
3819                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3820                 return 0;
3821         }
3822
3823         return min_pfn;
3824 }
3825
3826 /**
3827  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3828  *
3829  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3830  * add_active_range().
3831  */
3832 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3833 {
3834         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3835 }
3836
3837 /*
3838  * early_calculate_totalpages()
3839  * Sum pages in active regions for movable zone.
3840  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3841  */
3842 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3843 {
3844         int i;
3845         unsigned long totalpages = 0;
3846
3847         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3848                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3849                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3850                 totalpages += pages;
3851                 if (pages)
3852                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3853         }
3854         return totalpages;
3855 }
3856
3857 /*
3858  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3859  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3860  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3861  * others
3862  */
3863 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3864 {
3865         int i, nid;
3866         unsigned long usable_startpfn;
3867         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3868         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3869         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3870
3871         /*
3872          * If movablecore was specified, calculate what size of
3873          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3874          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3875          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3876          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3877          * what movablecore would have allowed.
3878          */
3879         if (required_movablecore) {
3880                 unsigned long corepages;
3881
3882                 /*
3883                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3884                  * was requested by the user
3885                  */
3886                 required_movablecore =
3887                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3888                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3889
3890                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3891         }
3892
3893         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3894         if (!required_kernelcore)
3895                 return;
3896
3897         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3898         find_usable_zone_for_movable();
3899         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3900
3901 restart:
3902         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3903         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3904         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3905                 /*
3906                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3907                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3908                  * amount of memory for the kernel
3909                  */
3910                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3911                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3912
3913                 /*
3914                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3915                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3916                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3917                  */
3918                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3919
3920                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3921                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3922                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3923                         unsigned long size_pages;
3924
3925                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3926                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3927                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3928                         if (start_pfn >= end_pfn)
3929                                 continue;
3930
3931                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3932                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3933                                 unsigned long kernel_pages;
3934                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3935                                                                 - start_pfn;
3936
3937                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3938                                                         kernelcore_remaining);
3939                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3940                                                         required_kernelcore);
3941
3942                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3943                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3944
3945                                         /*
3946                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3947                                          * that if we have to rebalance
3948                                          * kernelcore across nodes, we will
3949                                          * not double account here
3950                                          */
3951                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3952                                         continue;
3953                                 }
3954                                 start_pfn = usable_startpfn;
3955                         }
3956
3957                         /*
3958                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3959                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3960                          * number of pages used as kernelcore
3961                          */
3962                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3963                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3964                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3965                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3966
3967                         /*
3968                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3969                          * break if the kernelcore for this node has been
3970                          * satisified
3971                          */
3972                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3973                                                                 size_pages);
3974                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3975                         if (!kernelcore_remaining)
3976                                 break;
3977                 }
3978         }
3979
3980         /*
3981          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3982          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3983          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3984          * satisified
3985          */
3986         usable_nodes--;
3987         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
3988                 goto restart;
3989
3990         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
3991         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
3992                 zone_movable_pfn[nid] =
3993                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
3994 }
3995
3996 /* Any regular memory on that node ? */
3997 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
3998 {
3999 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4000         enum zone_type zone_type;
4001
4002         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4003                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4004                 if (zone->present_pages)
4005                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4006         }
4007 #endif
4008 }
4009
4010 /**
4011  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4012  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4013  *
4014  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4015  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4016  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4017  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4018  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4019  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4020  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4021  * at arch_max_dma_pfn.
4022  */
4023 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4024 {
4025         unsigned long nid;
4026         int i;
4027
4028         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4029         sort_node_map();
4030
4031         /* Record where the zone boundaries are */
4032         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4033                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4034         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4035                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4036         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4037         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4038         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4039                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4040                         continue;
4041                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4042                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4043                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4044                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4045         }
4046         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4047         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4048
4049         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4050         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4051         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4052
4053         /* Print out the zone ranges */
4054         printk("Zone PFN ranges:\n");
4055         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4056                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4057                         continue;
4058                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4059                                 zone_names[i],
4060                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4061                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4062         }
4063
4064         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4065         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4066         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4067                 if (zone_movable_pfn[i])
4068                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4069         }
4070
4071         /* Print out the early_node_map[] */
4072         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4073         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4074                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4075                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4076                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4077
4078         /* Initialise every node */
4079         mminit_verify_pageflags_layout();
4080         setup_nr_node_ids();
4081         for_each_online_node(nid) {
4082                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4083                 free_area_init_node(nid, NULL,
4084                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4085
4086                 /* Any memory on that node */
4087                 if (pgdat->node_present_pages)
4088                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4089                 check_for_regular_memory(pgdat);
4090         }
4091 }
4092
4093 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4094 {
4095         unsigned long long coremem;
4096         if (!p)
4097                 return -EINVAL;
4098
4099         coremem = memparse(p, &p);
4100         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4101
4102         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4103         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4104
4105         return 0;
4106 }
4107
4108 /*
4109  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4110  * cannot be reclaimed or migrated.
4111  */
4112 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4113 {
4114         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4115 }
4116
4117 /*
4118  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4119  * can be reclaimed or migrated.
4120  */
4121 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4122 {
4123         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4124 }
4125
4126 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4127 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4128
4129 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4130
4131 /**
4132  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4133  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4134  *
4135  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4136  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4137  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4138  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4139  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4140  * smaller per-cpu batchsize.
4141  */
4142 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4143 {
4144         dma_reserve = new_dma_reserve;
4145 }
4146
4147 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4148 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4149 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4150 #endif
4151
4152 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4153 {
4154         free_area_init_node(0, zones_size,
4155                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4156 }
4157
4158 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4159                                  unsigned long action, void *hcpu)
4160 {
4161         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4162
4163         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4164                 drain_pages(cpu);
4165
4166                 /*
4167                  * Spill the event counters of the dead processor
4168                  * into the current processors event counters.
4169                  * This artificially elevates the count of the current
4170                  * processor.
4171                  */
4172                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4173
4174                 /*
4175                  * Zero the differential counters of the dead processor
4176                  * so that the vm statistics are consistent.
4177                  *
4178                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4179                  * race with what we are doing.
4180                  */
4181                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4182         }
4183         return NOTIFY_OK;
4184 }
4185
4186 void __init page_alloc_init(void)
4187 {
4188         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4189 }
4190
4191 /*
4192  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4193  *      or min_free_kbytes changes.
4194  */
4195 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4196 {
4197         struct pglist_data *pgdat;
4198         unsigned long reserve_pages = 0;
4199         enum zone_type i, j;
4200
4201         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4202                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4203                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4204                         unsigned long max = 0;
4205
4206                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4207                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4208                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4209                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4210                         }
4211
4212                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4213                         max += zone->pages_high;
4214
4215                         if (max > zone->present_pages)
4216                                 max = zone->present_pages;
4217                         reserve_pages += max;
4218                 }
4219         }
4220         totalreserve_pages = reserve_pages;
4221 }
4222
4223 /*
4224  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4225  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4226  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4227  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4228  */
4229 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4230 {
4231         struct pglist_data *pgdat;
4232         enum zone_type j, idx;
4233
4234         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4235                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4236                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4237                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4238
4239                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4240
4241                         idx = j;
4242                         while (idx) {
4243                                 struct zone *lower_zone;
4244
4245                                 idx--;
4246
4247                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4248                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4249
4250                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4251                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4252                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4253                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4254                         }
4255                 }
4256         }
4257
4258         /* update totalreserve_pages */
4259         calculate_totalreserve_pages();
4260 }
4261
4262 /**
4263  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4264  *
4265  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4266  * with respect to min_free_kbytes.
4267  */
4268 void setup_per_zone_pages_min(void)
4269 {
4270         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4271         unsigned long lowmem_pages = 0;
4272         struct zone *zone;
4273         unsigned long flags;
4274
4275         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4276         for_each_zone(zone) {
4277                 if (!is_highmem(zone))
4278                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4279         }
4280
4281         for_each_zone(zone) {
4282                 u64 tmp;
4283
4284                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4285                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4286                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4287                 if (is_highmem(zone)) {
4288                         /*
4289                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4290                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4291                          * value here.
4292                          *
4293                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4294                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4295                          * not be capped for highmem.
4296                          */
4297                         int min_pages;
4298
4299                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4300                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4301                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4302                         if (min_pages > 128)
4303                                 min_pages = 128;
4304                         zone->pages_min = min_pages;
4305                 } else {
4306                         /*
4307                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4308                          * proportionate to the zone's size.
4309                          */
4310                         zone->pages_min = tmp;
4311                 }
4312
4313                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4314                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4315                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4316                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4317         }
4318
4319         /* update totalreserve_pages */
4320         calculate_totalreserve_pages();
4321 }
4322
4323 /**
4324  * setup_per_zone_inactive_ratio - called when min_free_kbytes changes.
4325  *
4326  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4327  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4328  * to be referenced again before it is swapped out.
4329  *
4330  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4331  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4332  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4333  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4334  *
4335  * total     target    max
4336  * memory    ratio     inactive anon
4337  * -------------------------------------
4338  *   10MB       1         5MB
4339  *  100MB       1        50MB
4340  *    1GB       3       250MB
4341  *   10GB      10       0.9GB
4342  *  100GB      31         3GB
4343  *    1TB     101        10GB
4344  *   10TB     320        32GB
4345  */
4346 static void setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4347 {
4348         struct zone *zone;
4349
4350         for_each_zone(zone) {
4351                 unsigned int gb, ratio;
4352
4353                 /* Zone size in gigabytes */
4354                 gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4355                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4356                 if (!ratio)
4357                         ratio = 1;
4358
4359                 zone->inactive_ratio = ratio;
4360         }
4361 }
4362
4363 /*
4364  * Initialise min_free_kbytes.
4365  *
4366  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4367  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4368  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4369  *
4370  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4371  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4372  *
4373  * which yields
4374  *
4375  * 16MB:        512k
4376  * 32MB:        724k
4377  * 64MB:        1024k
4378  * 128MB:       1448k
4379  * 256MB:       2048k
4380  * 512MB:       2896k
4381  * 1024MB:      4096k
4382  * 2048MB:      5792k
4383  * 4096MB:      8192k
4384  * 8192MB:      11584k
4385  * 16384MB:     16384k
4386  */
4387 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4388 {
4389         unsigned long lowmem_kbytes;
4390
4391         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4392
4393         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4394         if (min_free_kbytes < 128)
4395                 min_free_kbytes = 128;
4396         if (min_free_kbytes > 65536)
4397                 min_free_kbytes = 65536;
4398         setup_per_zone_pages_min();
4399         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4400         setup_per_zone_inactive_ratio();
4401         return 0;
4402 }
4403 module_init(init_per_zone_pages_min)
4404
4405 /*
4406  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4407  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4408  *      changes.
4409  */
4410 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4411         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4412 {
4413         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4414         if (write)
4415                 setup_per_zone_pages_min();
4416         return 0;
4417 }
4418
4419 #ifdef CONFIG_NUMA
4420 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4421         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4422 {
4423         struct zone *zone;
4424         int rc;
4425
4426         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4427         if (rc)
4428                 return rc;
4429
4430         for_each_zone(zone)
4431                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4432                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4433         return 0;
4434 }
4435
4436 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4437         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4438 {
4439         struct zone *zone;
4440         int rc;
4441
4442         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4443         if (rc)
4444                 return rc;
4445
4446         for_each_zone(zone)
4447                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4448                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4449         return 0;
4450 }
4451 #endif
4452
4453 /*
4454  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4455  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4456  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4457  *
4458  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4459  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4460  * if in function of the boot time zone sizes.
4461  */
4462 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4463         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4464 {
4465         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4466         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4467         return 0;
4468 }
4469
4470 /*
4471  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4472  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4473  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4474  */
4475
4476 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4477         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4478 {
4479         struct zone *zone;
4480         unsigned int cpu;
4481         int ret;
4482
4483         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4484         if (!write || (ret == -EINVAL))
4485                 return ret;
4486         for_each_zone(zone) {
4487                 for_each_online_cpu(cpu) {
4488                         unsigned long  high;
4489                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4490                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4491                 }
4492         }
4493         return 0;
4494 }
4495
4496 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4497
4498 #ifdef CONFIG_NUMA
4499 static int __init set_hashdist(char *str)
4500 {
4501         if (!str)
4502                 return 0;
4503         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4504         return 1;
4505 }
4506 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4507 #endif
4508
4509 /*
4510  * allocate a large system hash table from bootmem
4511  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4512  *   quantity of entries
4513  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4514  */
4515 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4516                                      unsigned long bucketsize,
4517                                      unsigned long numentries,
4518                                      int scale,
4519                                      int flags,
4520                                      unsigned int *_hash_shift,
4521                                      unsigned int *_hash_mask,
4522                                      unsigned long limit)
4523 {
4524         unsigned long long max = limit;
4525         unsigned long log2qty, size;
4526         void *table = NULL;
4527
4528         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4529         if (!numentries) {
4530                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4531                 numentries = nr_kernel_pages;
4532                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4533                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4534                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4535
4536                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4537                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4538                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4539                 else
4540                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4541
4542                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4543                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4544                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4545         }
4546         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4547
4548         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4549         if (max == 0) {
4550                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4551                 do_div(max, bucketsize);
4552         }
4553
4554         if (numentries > max)
4555                 numentries = max;
4556
4557         log2qty = ilog2(numentries);
4558
4559         do {
4560                 size = bucketsize << log2qty;
4561                 if (flags & HASH_EARLY)
4562                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4563                 else if (hashdist)
4564                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4565                 else {
4566                         unsigned long order = get_order(size);
4567                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
4568                         /*
4569                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4570                          * some pages at the end of hash table.
4571                          */
4572                         if (table) {
4573                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4574                                                 (PAGE_SIZE << order);
4575                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4576                                                 PAGE_ALIGN(size);
4577                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4578                                 while (used < alloc_end) {
4579                                         free_page(used);
4580                                         used += PAGE_SIZE;
4581                                 }
4582                         }
4583                 }
4584         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4585
4586         if (!table)
4587                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4588
4589         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4590                tablename,
4591                (1U << log2qty),
4592                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4593                size);
4594
4595         if (_hash_shift)
4596                 *_hash_shift = log2qty;
4597         if (_hash_mask)
4598                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4599
4600         return table;
4601 }
4602
4603 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4604 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4605                                                         unsigned long pfn)
4606 {
4607 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4608         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4609 #else
4610         return zone->pageblock_flags;
4611 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4612 }
4613
4614 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4615 {
4616 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4617         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4618         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4619 #else
4620         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4621         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4622 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4623 }
4624
4625 /**
4626  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4627  * @page: The page within the block of interest
4628  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4629  * @end_bitidx: The last bit of interest
4630  * returns pageblock_bits flags
4631  */
4632 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4633                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4634 {
4635         struct zone *zone;
4636         unsigned long *bitmap;
4637         unsigned long pfn, bitidx;
4638         unsigned long flags = 0;
4639         unsigned long value = 1;
4640
4641         zone = page_zone(page);
4642         pfn = page_to_pfn(page);
4643         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4644         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4645
4646         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4647                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4648                         flags |= value;
4649
4650         return flags;
4651 }
4652
4653 /**
4654  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4655  * @page: The page within the block of interest
4656  * @start_bitidx: The first bit of interest
4657  * @end_bitidx: The last bit of interest
4658  * @flags: The flags to set
4659  */
4660 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4661                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4662 {
4663         struct zone *zone;
4664         unsigned long *bitmap;
4665         unsigned long pfn, bitidx;
4666         unsigned long value = 1;
4667
4668         zone = page_zone(page);
4669         pfn = page_to_pfn(page);
4670         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4671         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4672         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4673         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4674
4675         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4676                 if (flags & value)
4677                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4678                 else
4679                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4680 }
4681
4682 /*
4683  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4684  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4685  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4686  */
4687
4688 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4689 {
4690         struct zone *zone;
4691         unsigned long flags;
4692         int ret = -EBUSY;
4693
4694         zone = page_zone(page);
4695         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4696         /*
4697          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4698          */
4699         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4700                 goto out;
4701         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4702         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4703         ret = 0;
4704 out:
4705         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4706         if (!ret)
4707                 drain_all_pages();
4708         return ret;
4709 }
4710
4711 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4712 {
4713         struct zone *zone;
4714         unsigned long flags;
4715         zone = page_zone(page);
4716         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4717         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4718                 goto out;
4719         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4720         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4721 out:
4722         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4723 }
4724
4725 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4726 /*
4727  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4728  */
4729 void
4730 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4731 {
4732         struct page *page;
4733         struct zone *zone;
4734         int order, i;
4735         unsigned long pfn;
4736         unsigned long flags;
4737         /* find the first valid pfn */
4738         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4739                 if (pfn_valid(pfn))
4740                         break;
4741         if (pfn == end_pfn)
4742                 return;
4743         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4744         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4745         pfn = start_pfn;
4746         while (pfn < end_pfn) {
4747                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4748                         pfn++;
4749                         continue;
4750                 }
4751                 page = pfn_to_page(pfn);
4752                 BUG_ON(page_count(page));
4753                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4754                 order = page_order(page);
4755 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4756                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4757                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4758 #endif
4759                 list_del(&page->lru);
4760                 rmv_page_order(page);
4761                 zone->free_area[order].nr_free--;
4762                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4763                                       - (1UL << order));
4764                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4765                         SetPageReserved((page+i));
4766                 pfn += (1 << order);
4767         }
4768         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4769 }
4770 #endif