mm: avoid livelock on !__GFP_FS allocations
[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/memblock.h>
25 #include <linux/compiler.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/kmemcheck.h>
28 #include <linux/module.h>
29 #include <linux/suspend.h>
30 #include <linux/pagevec.h>
31 #include <linux/blkdev.h>
32 #include <linux/slab.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/oom.h>
35 #include <linux/notifier.h>
36 #include <linux/topology.h>
37 #include <linux/sysctl.h>
38 #include <linux/cpu.h>
39 #include <linux/cpuset.h>
40 #include <linux/memory_hotplug.h>
41 #include <linux/nodemask.h>
42 #include <linux/vmalloc.h>
43 #include <linux/vmstat.h>
44 #include <linux/mempolicy.h>
45 #include <linux/stop_machine.h>
46 #include <linux/sort.h>
47 #include <linux/pfn.h>
48 #include <linux/backing-dev.h>
49 #include <linux/fault-inject.h>
50 #include <linux/page-isolation.h>
51 #include <linux/page_cgroup.h>
52 #include <linux/debugobjects.h>
53 #include <linux/kmemleak.h>
54 #include <linux/memory.h>
55 #include <linux/compaction.h>
56 #include <trace/events/kmem.h>
57 #include <linux/ftrace_event.h>
58 #include <linux/memcontrol.h>
59 #include <linux/prefetch.h>
60
61 #include <asm/tlbflush.h>
62 #include <asm/div64.h>
63 #include "internal.h"
64
65 #ifdef CONFIG_USE_PERCPU_NUMA_NODE_ID
66 DEFINE_PER_CPU(int, numa_node);
67 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(numa_node);
68 #endif
69
70 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
71 /*
72  * N.B., Do NOT reference the '_numa_mem_' per cpu variable directly.
73  * It will not be defined when CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES is not defined.
74  * Use the accessor functions set_numa_mem(), numa_mem_id() and cpu_to_mem()
75  * defined in <linux/topology.h>.
76  */
77 DEFINE_PER_CPU(int, _numa_mem_);                /* Kernel "local memory" node */
78 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(_numa_mem_);
79 #endif
80
81 /*
82  * Array of node states.
83  */
84 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
85         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
86         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
87 #ifndef CONFIG_NUMA
88         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
89 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
90         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
91 #endif
92         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
93 #endif  /* NUMA */
94 };
95 EXPORT_SYMBOL(node_states);
96
97 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
98 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
99 int percpu_pagelist_fraction;
100 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
101
102 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
103 /*
104  * The following functions are used by the suspend/hibernate code to temporarily
105  * change gfp_allowed_mask in order to avoid using I/O during memory allocations
106  * while devices are suspended.  To avoid races with the suspend/hibernate code,
107  * they should always be called with pm_mutex held (gfp_allowed_mask also should
108  * only be modified with pm_mutex held, unless the suspend/hibernate code is
109  * guaranteed not to run in parallel with that modification).
110  */
111
112 static gfp_t saved_gfp_mask;
113
114 void pm_restore_gfp_mask(void)
115 {
116         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
117         if (saved_gfp_mask) {
118                 gfp_allowed_mask = saved_gfp_mask;
119                 saved_gfp_mask = 0;
120         }
121 }
122
123 void pm_restrict_gfp_mask(void)
124 {
125         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
126         WARN_ON(saved_gfp_mask);
127         saved_gfp_mask = gfp_allowed_mask;
128         gfp_allowed_mask &= ~GFP_IOFS;
129 }
130
131 static bool pm_suspending(void)
132 {
133         if ((gfp_allowed_mask & GFP_IOFS) == GFP_IOFS)
134                 return false;
135         return true;
136 }
137
138 #else
139
140 static bool pm_suspending(void)
141 {
142         return false;
143 }
144 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
145
146 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
147 int pageblock_order __read_mostly;
148 #endif
149
150 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
151
152 /*
153  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
154  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
155  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
156  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
157  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
158  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
159  *
160  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
161  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
162  */
163 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
164 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
165          256,
166 #endif
167 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
168          256,
169 #endif
170 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
171          32,
172 #endif
173          32,
174 };
175
176 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
177
178 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
179 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
180          "DMA",
181 #endif
182 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
183          "DMA32",
184 #endif
185          "Normal",
186 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
187          "HighMem",
188 #endif
189          "Movable",
190 };
191
192 int min_free_kbytes = 1024;
193 int min_free_order_shift = 1;
194
195 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
196 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
197 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
198
199 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
200   /*
201    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
202    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
203    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
204    * so the number of times add_active_range() can be called is
205    * related to the number of nodes and the number of holes
206    */
207   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
208     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
209     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
210   #else
211     #if MAX_NUMNODES >= 32
212       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
213       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
214     #else
215       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
216       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
217     #endif
218   #endif
219
220   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
221   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
222   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
223   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
224   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
225   static unsigned long __initdata required_movablecore;
226   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
227
228   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
229   int movable_zone;
230   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
231 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
232
233 #if MAX_NUMNODES > 1
234 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
235 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
236 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
237 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
238 #endif
239
240 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
241
242 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
243 {
244
245         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
246                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
247
248         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
249                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
250 }
251
252 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
253
254 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
255 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
256 {
257         int ret = 0;
258         unsigned seq;
259         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
260
261         do {
262                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
263                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
264                         ret = 1;
265                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
266                         ret = 1;
267         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
268
269         return ret;
270 }
271
272 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
273 {
274         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
275                 return 0;
276         if (zone != page_zone(page))
277                 return 0;
278
279         return 1;
280 }
281 /*
282  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
283  */
284 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
285 {
286         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
287                 return 1;
288         if (!page_is_consistent(zone, page))
289                 return 1;
290
291         return 0;
292 }
293 #else
294 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
295 {
296         return 0;
297 }
298 #endif
299
300 static void bad_page(struct page *page)
301 {
302         static unsigned long resume;
303         static unsigned long nr_shown;
304         static unsigned long nr_unshown;
305
306         /* Don't complain about poisoned pages */
307         if (PageHWPoison(page)) {
308                 reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
309                 return;
310         }
311
312         /*
313          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
314          * or allow a steady drip of one report per second.
315          */
316         if (nr_shown == 60) {
317                 if (time_before(jiffies, resume)) {
318                         nr_unshown++;
319                         goto out;
320                 }
321                 if (nr_unshown) {
322                         printk(KERN_ALERT
323                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
324                                 nr_unshown);
325                         nr_unshown = 0;
326                 }
327                 nr_shown = 0;
328         }
329         if (nr_shown++ == 0)
330                 resume = jiffies + 60 * HZ;
331
332         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
333                 current->comm, page_to_pfn(page));
334         dump_page(page);
335
336         dump_stack();
337 out:
338         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
339         reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
340         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
341 }
342
343 /*
344  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
345  *
346  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
347  *
348  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
349  *
350  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
351  * the head page (even the head page has this).
352  *
353  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
354  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
355  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
356  */
357
358 static void free_compound_page(struct page *page)
359 {
360         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
361 }
362
363 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
364 {
365         int i;
366         int nr_pages = 1 << order;
367
368         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
369         set_compound_order(page, order);
370         __SetPageHead(page);
371         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
372                 struct page *p = page + i;
373
374                 __SetPageTail(p);
375                 p->first_page = page;
376         }
377 }
378
379 /* update __split_huge_page_refcount if you change this function */
380 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
381 {
382         int i;
383         int nr_pages = 1 << order;
384         int bad = 0;
385
386         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
387             unlikely(!PageHead(page))) {
388                 bad_page(page);
389                 bad++;
390         }
391
392         __ClearPageHead(page);
393
394         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
395                 struct page *p = page + i;
396
397                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
398                         bad_page(page);
399                         bad++;
400                 }
401                 __ClearPageTail(p);
402         }
403
404         return bad;
405 }
406
407 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
408 {
409         int i;
410
411         /*
412          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
413          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
414          */
415         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
416         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
417                 clear_highpage(page + i);
418 }
419
420 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
421 {
422         set_page_private(page, order);
423         __SetPageBuddy(page);
424 }
425
426 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
427 {
428         __ClearPageBuddy(page);
429         set_page_private(page, 0);
430 }
431
432 /*
433  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
434  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
435  *
436  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
437  * the following equation:
438  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
439  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
440  * 1 buddy is #10:
441  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
442  *
443  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
444  * satisfies the following equation:
445  *     P = B & ~(1 << O)
446  *
447  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
448  */
449 static inline unsigned long
450 __find_buddy_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
451 {
452         return page_idx ^ (1 << order);
453 }
454
455 /*
456  * This function checks whether a page is free && is the buddy
457  * we can do coalesce a page and its buddy if
458  * (a) the buddy is not in a hole &&
459  * (b) the buddy is in the buddy system &&
460  * (c) a page and its buddy have the same order &&
461  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
462  *
463  * For recording whether a page is in the buddy system, we set ->_mapcount -2.
464  * Setting, clearing, and testing _mapcount -2 is serialized by zone->lock.
465  *
466  * For recording page's order, we use page_private(page).
467  */
468 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
469                                                                 int order)
470 {
471         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
472                 return 0;
473
474         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
475                 return 0;
476
477         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
478                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
479                 return 1;
480         }
481         return 0;
482 }
483
484 /*
485  * Freeing function for a buddy system allocator.
486  *
487  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
488  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
489  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
490  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
491  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
492  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
493  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
494  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
495  * parts of the VM system.
496  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
497  * free pages of length of (1 << order) and marked with _mapcount -2. Page's
498  * order is recorded in page_private(page) field.
499  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
500  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
501  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
502  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
503  * triggers coalescing into a block of larger size.            
504  *
505  * -- wli
506  */
507
508 static inline void __free_one_page(struct page *page,
509                 struct zone *zone, unsigned int order,
510                 int migratetype)
511 {
512         unsigned long page_idx;
513         unsigned long combined_idx;
514         unsigned long uninitialized_var(buddy_idx);
515         struct page *buddy;
516
517         if (unlikely(PageCompound(page)))
518                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
519                         return;
520
521         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
522
523         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
524
525         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
526         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
527
528         while (order < MAX_ORDER-1) {
529                 buddy_idx = __find_buddy_index(page_idx, order);
530                 buddy = page + (buddy_idx - page_idx);
531                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
532                         break;
533
534                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
535                 list_del(&buddy->lru);
536                 zone->free_area[order].nr_free--;
537                 rmv_page_order(buddy);
538                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
539                 page = page + (combined_idx - page_idx);
540                 page_idx = combined_idx;
541                 order++;
542         }
543         set_page_order(page, order);
544
545         /*
546          * If this is not the largest possible page, check if the buddy
547          * of the next-highest order is free. If it is, it's possible
548          * that pages are being freed that will coalesce soon. In case,
549          * that is happening, add the free page to the tail of the list
550          * so it's less likely to be used soon and more likely to be merged
551          * as a higher order page
552          */
553         if ((order < MAX_ORDER-2) && pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy))) {
554                 struct page *higher_page, *higher_buddy;
555                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
556                 higher_page = page + (combined_idx - page_idx);
557                 buddy_idx = __find_buddy_index(combined_idx, order + 1);
558                 higher_buddy = page + (buddy_idx - combined_idx);
559                 if (page_is_buddy(higher_page, higher_buddy, order + 1)) {
560                         list_add_tail(&page->lru,
561                                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
562                         goto out;
563                 }
564         }
565
566         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
567 out:
568         zone->free_area[order].nr_free++;
569 }
570
571 /*
572  * free_page_mlock() -- clean up attempts to free and mlocked() page.
573  * Page should not be on lru, so no need to fix that up.
574  * free_pages_check() will verify...
575  */
576 static inline void free_page_mlock(struct page *page)
577 {
578         __dec_zone_page_state(page, NR_MLOCK);
579         __count_vm_event(UNEVICTABLE_MLOCKFREED);
580 }
581
582 static inline int free_pages_check(struct page *page)
583 {
584         if (unlikely(page_mapcount(page) |
585                 (page->mapping != NULL)  |
586                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
587                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE) |
588                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
589                 bad_page(page);
590                 return 1;
591         }
592         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
593                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
594         return 0;
595 }
596
597 /*
598  * Frees a number of pages from the PCP lists
599  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
600  * count is the number of pages to free.
601  *
602  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
603  * see if this freeing clears that state.
604  *
605  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
606  * pinned" detection logic.
607  */
608 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
609                                         struct per_cpu_pages *pcp)
610 {
611         int migratetype = 0;
612         int batch_free = 0;
613         int to_free = count;
614
615         spin_lock(&zone->lock);
616         zone->all_unreclaimable = 0;
617         zone->pages_scanned = 0;
618
619         while (to_free) {
620                 struct page *page;
621                 struct list_head *list;
622
623                 /*
624                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
625                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
626                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
627                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
628                  * lists
629                  */
630                 do {
631                         batch_free++;
632                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
633                                 migratetype = 0;
634                         list = &pcp->lists[migratetype];
635                 } while (list_empty(list));
636
637                 /* This is the only non-empty list. Free them all. */
638                 if (batch_free == MIGRATE_PCPTYPES)
639                         batch_free = to_free;
640
641                 do {
642                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
643                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
644                         list_del(&page->lru);
645                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
646                         __free_one_page(page, zone, 0, page_private(page));
647                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, page_private(page));
648                 } while (--to_free && --batch_free && !list_empty(list));
649         }
650         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, count);
651         spin_unlock(&zone->lock);
652 }
653
654 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
655                                 int migratetype)
656 {
657         spin_lock(&zone->lock);
658         zone->all_unreclaimable = 0;
659         zone->pages_scanned = 0;
660
661         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
662         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1 << order);
663         spin_unlock(&zone->lock);
664 }
665
666 static bool free_pages_prepare(struct page *page, unsigned int order)
667 {
668         int i;
669         int bad = 0;
670
671         trace_mm_page_free_direct(page, order);
672         kmemcheck_free_shadow(page, order);
673
674         if (PageAnon(page))
675                 page->mapping = NULL;
676         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
677                 bad += free_pages_check(page + i);
678         if (bad)
679                 return false;
680
681         if (!PageHighMem(page)) {
682                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
683                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
684                                            PAGE_SIZE << order);
685         }
686         arch_free_page(page, order);
687         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
688
689         return true;
690 }
691
692 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
693 {
694         unsigned long flags;
695         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
696
697         if (!free_pages_prepare(page, order))
698                 return;
699
700         local_irq_save(flags);
701         if (unlikely(wasMlocked))
702                 free_page_mlock(page);
703         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
704         free_one_page(page_zone(page), page, order,
705                                         get_pageblock_migratetype(page));
706         local_irq_restore(flags);
707 }
708
709 /*
710  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
711  */
712 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
713 {
714         if (order == 0) {
715                 __ClearPageReserved(page);
716                 set_page_count(page, 0);
717                 set_page_refcounted(page);
718                 __free_page(page);
719         } else {
720                 int loop;
721
722                 prefetchw(page);
723                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
724                         struct page *p = &page[loop];
725
726                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
727                                 prefetchw(p + 1);
728                         __ClearPageReserved(p);
729                         set_page_count(p, 0);
730                 }
731
732                 set_page_refcounted(page);
733                 __free_pages(page, order);
734         }
735 }
736
737
738 /*
739  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
740  * Please do not alter this order without good reasons and regression
741  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
742  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
743  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
744  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
745  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
746  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
747  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
748  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
749  *
750  * -- wli
751  */
752 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
753         int low, int high, struct free_area *area,
754         int migratetype)
755 {
756         unsigned long size = 1 << high;
757
758         while (high > low) {
759                 area--;
760                 high--;
761                 size >>= 1;
762                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
763                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
764                 area->nr_free++;
765                 set_page_order(&page[size], high);
766         }
767 }
768
769 /*
770  * This page is about to be returned from the page allocator
771  */
772 static inline int check_new_page(struct page *page)
773 {
774         if (unlikely(page_mapcount(page) |
775                 (page->mapping != NULL)  |
776                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
777                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP) |
778                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
779                 bad_page(page);
780                 return 1;
781         }
782         return 0;
783 }
784
785 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
786 {
787         int i;
788
789         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
790                 struct page *p = page + i;
791                 if (unlikely(check_new_page(p)))
792                         return 1;
793         }
794
795         set_page_private(page, 0);
796         set_page_refcounted(page);
797
798         arch_alloc_page(page, order);
799         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
800
801         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
802                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
803
804         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
805                 prep_compound_page(page, order);
806
807         return 0;
808 }
809
810 /*
811  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
812  * the smallest available page from the freelists
813  */
814 static inline
815 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
816                                                 int migratetype)
817 {
818         unsigned int current_order;
819         struct free_area * area;
820         struct page *page;
821
822         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
823         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
824                 area = &(zone->free_area[current_order]);
825                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
826                         continue;
827
828                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
829                                                         struct page, lru);
830                 list_del(&page->lru);
831                 rmv_page_order(page);
832                 area->nr_free--;
833                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
834                 return page;
835         }
836
837         return NULL;
838 }
839
840
841 /*
842  * This array describes the order lists are fallen back to when
843  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
844  */
845 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
846         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
847         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
848         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
849         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
850 };
851
852 /*
853  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
854  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
855  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
856  */
857 static int move_freepages(struct zone *zone,
858                           struct page *start_page, struct page *end_page,
859                           int migratetype)
860 {
861         struct page *page;
862         unsigned long order;
863         int pages_moved = 0;
864
865 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
866         /*
867          * page_zone is not safe to call in this context when
868          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
869          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
870          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
871          * grouping pages by mobility
872          */
873         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
874 #endif
875
876         for (page = start_page; page <= end_page;) {
877                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
878                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
879
880                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
881                         page++;
882                         continue;
883                 }
884
885                 if (!PageBuddy(page)) {
886                         page++;
887                         continue;
888                 }
889
890                 order = page_order(page);
891                 list_move(&page->lru,
892                           &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
893                 page += 1 << order;
894                 pages_moved += 1 << order;
895         }
896
897         return pages_moved;
898 }
899
900 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
901                                 int migratetype)
902 {
903         unsigned long start_pfn, end_pfn;
904         struct page *start_page, *end_page;
905
906         start_pfn = page_to_pfn(page);
907         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
908         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
909         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
910         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
911
912         /* Do not cross zone boundaries */
913         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
914                 start_page = page;
915         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
916                 return 0;
917
918         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
919 }
920
921 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
922                                         int start_order, int migratetype)
923 {
924         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
925
926         while (nr_pageblocks--) {
927                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
928                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
929         }
930 }
931
932 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
933 static inline struct page *
934 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
935 {
936         struct free_area * area;
937         int current_order;
938         struct page *page;
939         int migratetype, i;
940
941         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
942         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
943                                                 --current_order) {
944                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
945                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
946
947                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
948                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
949                                 continue;
950
951                         area = &(zone->free_area[current_order]);
952                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
953                                 continue;
954
955                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
956                                         struct page, lru);
957                         area->nr_free--;
958
959                         /*
960                          * If breaking a large block of pages, move all free
961                          * pages to the preferred allocation list. If falling
962                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
963                          * aggressive about taking ownership of free pages
964                          */
965                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
966                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
967                                         page_group_by_mobility_disabled) {
968                                 unsigned long pages;
969                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
970                                                                 start_migratetype);
971
972                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
973                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
974                                                 page_group_by_mobility_disabled)
975                                         set_pageblock_migratetype(page,
976                                                                 start_migratetype);
977
978                                 migratetype = start_migratetype;
979                         }
980
981                         /* Remove the page from the freelists */
982                         list_del(&page->lru);
983                         rmv_page_order(page);
984
985                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
986                         if (current_order >= pageblock_order)
987                                 change_pageblock_range(page, current_order,
988                                                         start_migratetype);
989
990                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
991
992                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
993                                 start_migratetype, migratetype);
994
995                         return page;
996                 }
997         }
998
999         return NULL;
1000 }
1001
1002 /*
1003  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
1004  * Call me with the zone->lock already held.
1005  */
1006 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
1007                                                 int migratetype)
1008 {
1009         struct page *page;
1010
1011 retry_reserve:
1012         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
1013
1014         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
1015                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
1016
1017                 /*
1018                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
1019                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
1020                  * and we want just one call site
1021                  */
1022                 if (!page) {
1023                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
1024                         goto retry_reserve;
1025                 }
1026         }
1027
1028         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
1029         return page;
1030 }
1031
1032 /* 
1033  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
1034  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
1035  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
1036  */
1037 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
1038                         unsigned long count, struct list_head *list,
1039                         int migratetype, int cold)
1040 {
1041         int i;
1042         
1043         spin_lock(&zone->lock);
1044         for (i = 0; i < count; ++i) {
1045                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1046                 if (unlikely(page == NULL))
1047                         break;
1048
1049                 /*
1050                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
1051                  * in physical page order. The page is added to the callers and
1052                  * list and the list head then moves forward. From the callers
1053                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
1054                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
1055                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
1056                  * properly.
1057                  */
1058                 if (likely(cold == 0))
1059                         list_add(&page->lru, list);
1060                 else
1061                         list_add_tail(&page->lru, list);
1062                 set_page_private(page, migratetype);
1063                 list = &page->lru;
1064         }
1065         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
1066         spin_unlock(&zone->lock);
1067         return i;
1068 }
1069
1070 #ifdef CONFIG_NUMA
1071 /*
1072  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
1073  * currently executing processor on remote nodes after they have
1074  * expired.
1075  *
1076  * Note that this function must be called with the thread pinned to
1077  * a single processor.
1078  */
1079 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
1080 {
1081         unsigned long flags;
1082         int to_drain;
1083
1084         local_irq_save(flags);
1085         if (pcp->count >= pcp->batch)
1086                 to_drain = pcp->batch;
1087         else
1088                 to_drain = pcp->count;
1089         free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
1090         pcp->count -= to_drain;
1091         local_irq_restore(flags);
1092 }
1093 #endif
1094
1095 /*
1096  * Drain pages of the indicated processor.
1097  *
1098  * The processor must either be the current processor and the
1099  * thread pinned to the current processor or a processor that
1100  * is not online.
1101  */
1102 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1103 {
1104         unsigned long flags;
1105         struct zone *zone;
1106
1107         for_each_populated_zone(zone) {
1108                 struct per_cpu_pageset *pset;
1109                 struct per_cpu_pages *pcp;
1110
1111                 local_irq_save(flags);
1112                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1113
1114                 pcp = &pset->pcp;
1115                 if (pcp->count) {
1116                         free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1117                         pcp->count = 0;
1118                 }
1119                 local_irq_restore(flags);
1120         }
1121 }
1122
1123 /*
1124  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1125  */
1126 void drain_local_pages(void *arg)
1127 {
1128         drain_pages(smp_processor_id());
1129 }
1130
1131 /*
1132  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
1133  */
1134 void drain_all_pages(void)
1135 {
1136         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
1137 }
1138
1139 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1140
1141 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1142 {
1143         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1144         unsigned long flags;
1145         int order, t;
1146         struct list_head *curr;
1147
1148         if (!zone->spanned_pages)
1149                 return;
1150
1151         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1152
1153         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
1154         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1155                 if (pfn_valid(pfn)) {
1156                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1157
1158                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1159                                 swsusp_unset_page_free(page);
1160                 }
1161
1162         for_each_migratetype_order(order, t) {
1163                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1164                         unsigned long i;
1165
1166                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1167                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1168                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1169                 }
1170         }
1171         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1172 }
1173 #endif /* CONFIG_PM */
1174
1175 /*
1176  * Free a 0-order page
1177  * cold == 1 ? free a cold page : free a hot page
1178  */
1179 void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1180 {
1181         struct zone *zone = page_zone(page);
1182         struct per_cpu_pages *pcp;
1183         unsigned long flags;
1184         int migratetype;
1185         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
1186
1187         if (!free_pages_prepare(page, 0))
1188                 return;
1189
1190         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1191         set_page_private(page, migratetype);
1192         local_irq_save(flags);
1193         if (unlikely(wasMlocked))
1194                 free_page_mlock(page);
1195         __count_vm_event(PGFREE);
1196
1197         /*
1198          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1199          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1200          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1201          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1202          * excessively into the page allocator
1203          */
1204         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1205                 if (unlikely(migratetype == MIGRATE_ISOLATE)) {
1206                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1207                         goto out;
1208                 }
1209                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1210         }
1211
1212         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1213         if (cold)
1214                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1215         else
1216                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1217         pcp->count++;
1218         if (pcp->count >= pcp->high) {
1219                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->batch, pcp);
1220                 pcp->count -= pcp->batch;
1221         }
1222
1223 out:
1224         local_irq_restore(flags);
1225 }
1226
1227 /*
1228  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1229  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1230  * Each sub-page must be freed individually.
1231  *
1232  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1233  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1234  */
1235 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1236 {
1237         int i;
1238
1239         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1240         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1241
1242 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1243         /*
1244          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1245          * otherwise free the whole shadow.
1246          */
1247         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1248                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1249 #endif
1250
1251         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1252                 set_page_refcounted(page + i);
1253 }
1254
1255 /*
1256  * Similar to split_page except the page is already free. As this is only
1257  * being used for migration, the migratetype of the block also changes.
1258  * As this is called with interrupts disabled, the caller is responsible
1259  * for calling arch_alloc_page() and kernel_map_page() after interrupts
1260  * are enabled.
1261  *
1262  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1263  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1264  */
1265 int split_free_page(struct page *page)
1266 {
1267         unsigned int order;
1268         unsigned long watermark;
1269         struct zone *zone;
1270
1271         BUG_ON(!PageBuddy(page));
1272
1273         zone = page_zone(page);
1274         order = page_order(page);
1275
1276         /* Obey watermarks as if the page was being allocated */
1277         watermark = low_wmark_pages(zone) + (1 << order);
1278         if (!zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, 0))
1279                 return 0;
1280
1281         /* Remove page from free list */
1282         list_del(&page->lru);
1283         zone->free_area[order].nr_free--;
1284         rmv_page_order(page);
1285         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1UL << order));
1286
1287         /* Split into individual pages */
1288         set_page_refcounted(page);
1289         split_page(page, order);
1290
1291         if (order >= pageblock_order - 1) {
1292                 struct page *endpage = page + (1 << order) - 1;
1293                 for (; page < endpage; page += pageblock_nr_pages)
1294                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
1295         }
1296
1297         return 1 << order;
1298 }
1299
1300 /*
1301  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1302  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1303  * or two.
1304  */
1305 static inline
1306 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1307                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1308                         int migratetype)
1309 {
1310         unsigned long flags;
1311         struct page *page;
1312         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1313
1314 again:
1315         if (likely(order == 0)) {
1316                 struct per_cpu_pages *pcp;
1317                 struct list_head *list;
1318
1319                 local_irq_save(flags);
1320                 pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1321                 list = &pcp->lists[migratetype];
1322                 if (list_empty(list)) {
1323                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1324                                         pcp->batch, list,
1325                                         migratetype, cold);
1326                         if (unlikely(list_empty(list)))
1327                                 goto failed;
1328                 }
1329
1330                 if (cold)
1331                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1332                 else
1333                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1334
1335                 list_del(&page->lru);
1336                 pcp->count--;
1337         } else {
1338                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1339                         /*
1340                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1341                          *
1342                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1343                          * properly detect and handle allocation failures.
1344                          *
1345                          * We most definitely don't want callers attempting to
1346                          * allocate greater than order-1 page units with
1347                          * __GFP_NOFAIL.
1348                          */
1349                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1350                 }
1351                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1352                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1353                 spin_unlock(&zone->lock);
1354                 if (!page)
1355                         goto failed;
1356                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << order));
1357         }
1358
1359         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1360         zone_statistics(preferred_zone, zone, gfp_flags);
1361         local_irq_restore(flags);
1362
1363         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1364         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1365                 goto again;
1366         return page;
1367
1368 failed:
1369         local_irq_restore(flags);
1370         return NULL;
1371 }
1372
1373 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1374 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1375 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1376 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1377 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1378
1379 /* Mask to get the watermark bits */
1380 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1381
1382 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1383 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1384 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1385
1386 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1387
1388 static struct {
1389         struct fault_attr attr;
1390
1391         u32 ignore_gfp_highmem;
1392         u32 ignore_gfp_wait;
1393         u32 min_order;
1394 } fail_page_alloc = {
1395         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1396         .ignore_gfp_wait = 1,
1397         .ignore_gfp_highmem = 1,
1398         .min_order = 1,
1399 };
1400
1401 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1402 {
1403         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1404 }
1405 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1406
1407 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1408 {
1409         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1410                 return 0;
1411         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1412                 return 0;
1413         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1414                 return 0;
1415         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1416                 return 0;
1417
1418         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1419 }
1420
1421 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1422
1423 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1424 {
1425         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1426         struct dentry *dir;
1427
1428         dir = fault_create_debugfs_attr("fail_page_alloc", NULL,
1429                                         &fail_page_alloc.attr);
1430         if (IS_ERR(dir))
1431                 return PTR_ERR(dir);
1432
1433         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1434                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait))
1435                 goto fail;
1436         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1437                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem))
1438                 goto fail;
1439         if (!debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1440                                 &fail_page_alloc.min_order))
1441                 goto fail;
1442
1443         return 0;
1444 fail:
1445         debugfs_remove_recursive(dir);
1446
1447         return -ENOMEM;
1448 }
1449
1450 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1451
1452 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1453
1454 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1455
1456 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1457 {
1458         return 0;
1459 }
1460
1461 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1462
1463 /*
1464  * Return true if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1465  * of the allocation.
1466  */
1467 static bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1468                       int classzone_idx, int alloc_flags, long free_pages)
1469 {
1470         /* free_pages my go negative - that's OK */
1471         long min = mark;
1472         int o;
1473
1474         free_pages -= (1 << order) + 1;
1475         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1476                 min -= min / 2;
1477         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1478                 min -= min / 4;
1479
1480         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1481                 return false;
1482         for (o = 0; o < order; o++) {
1483                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1484                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1485
1486                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1487                 min >>= min_free_order_shift;
1488
1489                 if (free_pages <= min)
1490                         return false;
1491         }
1492         return true;
1493 }
1494
1495 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1496                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1497 {
1498         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1499                                         zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES));
1500 }
1501
1502 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1503                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1504 {
1505         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
1506
1507         if (z->percpu_drift_mark && free_pages < z->percpu_drift_mark)
1508                 free_pages = zone_page_state_snapshot(z, NR_FREE_PAGES);
1509
1510         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1511                                                                 free_pages);
1512 }
1513
1514 #ifdef CONFIG_NUMA
1515 /*
1516  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1517  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1518  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1519  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1520  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1521  *
1522  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1523  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1524  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1525  *
1526  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1527  * nothing and returns NULL.
1528  *
1529  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1530  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1531  *
1532  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1533  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1534  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1535  * quickly as we can.
1536  */
1537 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1538 {
1539         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1540         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1541
1542         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1543         if (!zlc)
1544                 return NULL;
1545
1546         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1547                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1548                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1549         }
1550
1551         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1552                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1553                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1554         return allowednodes;
1555 }
1556
1557 /*
1558  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1559  * if it is worth looking at further for free memory:
1560  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1561  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1562  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1563  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1564  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1565  * else return false (zero) if it is not.
1566  *
1567  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1568  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1569  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1570  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1571  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1572  * into the second scan of the zonelist.
1573  *
1574  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1575  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1576  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1577  * unturned looking for a free page.
1578  */
1579 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1580                                                 nodemask_t *allowednodes)
1581 {
1582         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1583         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1584         int n;                          /* node that zone *z is on */
1585
1586         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1587         if (!zlc)
1588                 return 1;
1589
1590         i = z - zonelist->_zonerefs;
1591         n = zlc->z_to_n[i];
1592
1593         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1594         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1595 }
1596
1597 /*
1598  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1599  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1600  * from that zone don't waste time re-examining it.
1601  */
1602 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1603 {
1604         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1605         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1606
1607         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1608         if (!zlc)
1609                 return;
1610
1611         i = z - zonelist->_zonerefs;
1612
1613         set_bit(i, zlc->fullzones);
1614 }
1615
1616 /*
1617  * clear all zones full, called after direct reclaim makes progress so that
1618  * a zone that was recently full is not skipped over for up to a second
1619  */
1620 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1621 {
1622         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1623
1624         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1625         if (!zlc)
1626                 return;
1627
1628         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1629 }
1630
1631 #else   /* CONFIG_NUMA */
1632
1633 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1634 {
1635         return NULL;
1636 }
1637
1638 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1639                                 nodemask_t *allowednodes)
1640 {
1641         return 1;
1642 }
1643
1644 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1645 {
1646 }
1647
1648 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1649 {
1650 }
1651 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1652
1653 /*
1654  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1655  * a page.
1656  */
1657 static struct page *
1658 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1659                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1660                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1661 {
1662         struct zoneref *z;
1663         struct page *page = NULL;
1664         int classzone_idx;
1665         struct zone *zone;
1666         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1667         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1668         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1669
1670         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1671 zonelist_scan:
1672         /*
1673          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1674          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1675          */
1676         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1677                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1678                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1679                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1680                                 continue;
1681                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1682                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1683                                 continue;
1684
1685                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1686                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1687                         unsigned long mark;
1688                         int ret;
1689
1690                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1691                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1692                                     classzone_idx, alloc_flags))
1693                                 goto try_this_zone;
1694
1695                         if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1696                                 /*
1697                                  * we do zlc_setup if there are multiple nodes
1698                                  * and before considering the first zone allowed
1699                                  * by the cpuset.
1700                                  */
1701                                 allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1702                                 zlc_active = 1;
1703                                 did_zlc_setup = 1;
1704                         }
1705
1706                         if (zone_reclaim_mode == 0)
1707                                 goto this_zone_full;
1708
1709                         /*
1710                          * As we may have just activated ZLC, check if the first
1711                          * eligible zone has failed zone_reclaim recently.
1712                          */
1713                         if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1714                                 !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1715                                 continue;
1716
1717                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1718                         switch (ret) {
1719                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1720                                 /* did not scan */
1721                                 continue;
1722                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1723                                 /* scanned but unreclaimable */
1724                                 continue;
1725                         default:
1726                                 /* did we reclaim enough */
1727                                 if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1728                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1729                                         goto this_zone_full;
1730                         }
1731                 }
1732
1733 try_this_zone:
1734                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1735                                                 gfp_mask, migratetype);
1736                 if (page)
1737                         break;
1738 this_zone_full:
1739                 if (NUMA_BUILD)
1740                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1741         }
1742
1743         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1744                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1745                 zlc_active = 0;
1746                 goto zonelist_scan;
1747         }
1748         return page;
1749 }
1750
1751 /*
1752  * Large machines with many possible nodes should not always dump per-node
1753  * meminfo in irq context.
1754  */
1755 static inline bool should_suppress_show_mem(void)
1756 {
1757         bool ret = false;
1758
1759 #if NODES_SHIFT > 8
1760         ret = in_interrupt();
1761 #endif
1762         return ret;
1763 }
1764
1765 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(nopage_rs,
1766                 DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1767                 DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1768
1769 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...)
1770 {
1771         va_list args;
1772         unsigned int filter = SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1773
1774         if ((gfp_mask & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&nopage_rs))
1775                 return;
1776
1777         /*
1778          * This documents exceptions given to allocations in certain
1779          * contexts that are allowed to allocate outside current's set
1780          * of allowed nodes.
1781          */
1782         if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
1783                 if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
1784                     (current->flags & (PF_MEMALLOC | PF_EXITING)))
1785                         filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1786         if (in_interrupt() || !(gfp_mask & __GFP_WAIT))
1787                 filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1788
1789         if (fmt) {
1790                 printk(KERN_WARNING);
1791                 va_start(args, fmt);
1792                 vprintk(fmt, args);
1793                 va_end(args);
1794         }
1795
1796         pr_warning("%s: page allocation failure: order:%d, mode:0x%x\n",
1797                    current->comm, order, gfp_mask);
1798
1799         dump_stack();
1800         if (!should_suppress_show_mem())
1801                 show_mem(filter);
1802 }
1803
1804 static inline int
1805 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1806                                 unsigned long pages_reclaimed)
1807 {
1808         /* Do not loop if specifically requested */
1809         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1810                 return 0;
1811
1812         /*
1813          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1814          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1815          * implementations.
1816          */
1817         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1818                 return 1;
1819
1820         /*
1821          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1822          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1823          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1824          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1825          * allocation still fails, we stop retrying.
1826          */
1827         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1828                 return 1;
1829
1830         /*
1831          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1832          * explicitly requests that.
1833          */
1834         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1835                 return 1;
1836
1837         return 0;
1838 }
1839
1840 static inline struct page *
1841 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1842         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1843         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1844         int migratetype)
1845 {
1846         struct page *page;
1847
1848         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1849         if (!try_set_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1850                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1851                 return NULL;
1852         }
1853
1854         /*
1855          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1856          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1857          * we're still under heavy pressure.
1858          */
1859         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1860                 order, zonelist, high_zoneidx,
1861                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1862                 preferred_zone, migratetype);
1863         if (page)
1864                 goto out;
1865
1866         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
1867                 /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1868                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1869                         goto out;
1870                 /* The OOM killer does not needlessly kill tasks for lowmem */
1871                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
1872                         goto out;
1873                 /*
1874                  * GFP_THISNODE contains __GFP_NORETRY and we never hit this.
1875                  * Sanity check for bare calls of __GFP_THISNODE, not real OOM.
1876                  * The caller should handle page allocation failure by itself if
1877                  * it specifies __GFP_THISNODE.
1878                  * Note: Hugepage uses it but will hit PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER.
1879                  */
1880                 if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
1881                         goto out;
1882         }
1883         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1884         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order, nodemask);
1885
1886 out:
1887         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1888         return page;
1889 }
1890
1891 #ifdef CONFIG_COMPACTION
1892 /* Try memory compaction for high-order allocations before reclaim */
1893 static struct page *
1894 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1895         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1896         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1897         int migratetype, unsigned long *did_some_progress,
1898         bool sync_migration)
1899 {
1900         struct page *page;
1901
1902         if (!order || compaction_deferred(preferred_zone))
1903                 return NULL;
1904
1905         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1906         *did_some_progress = try_to_compact_pages(zonelist, order, gfp_mask,
1907                                                 nodemask, sync_migration);
1908         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1909         if (*did_some_progress != COMPACT_SKIPPED) {
1910
1911                 /* Page migration frees to the PCP lists but we want merging */
1912                 drain_pages(get_cpu());
1913                 put_cpu();
1914
1915                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask,
1916                                 order, zonelist, high_zoneidx,
1917                                 alloc_flags, preferred_zone,
1918                                 migratetype);
1919                 if (page) {
1920                         preferred_zone->compact_considered = 0;
1921                         preferred_zone->compact_defer_shift = 0;
1922                         count_vm_event(COMPACTSUCCESS);
1923                         return page;
1924                 }
1925
1926                 /*
1927                  * It's bad if compaction run occurs and fails.
1928                  * The most likely reason is that pages exist,
1929                  * but not enough to satisfy watermarks.
1930                  */
1931                 count_vm_event(COMPACTFAIL);
1932                 defer_compaction(preferred_zone);
1933
1934                 cond_resched();
1935         }
1936
1937         return NULL;
1938 }
1939 #else
1940 static inline struct page *
1941 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1942         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1943         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1944         int migratetype, unsigned long *did_some_progress,
1945         bool sync_migration)
1946 {
1947         return NULL;
1948 }
1949 #endif /* CONFIG_COMPACTION */
1950
1951 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1952 static inline struct page *
1953 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1954         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1955         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1956         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
1957 {
1958         struct page *page = NULL;
1959         struct reclaim_state reclaim_state;
1960         bool drained = false;
1961
1962         cond_resched();
1963
1964         /* We now go into synchronous reclaim */
1965         cpuset_memory_pressure_bump();
1966         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1967         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1968         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1969         current->reclaim_state = &reclaim_state;
1970
1971         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1972
1973         current->reclaim_state = NULL;
1974         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1975         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1976
1977         cond_resched();
1978
1979         if (unlikely(!(*did_some_progress)))
1980                 return NULL;
1981
1982         /* After successful reclaim, reconsider all zones for allocation */
1983         if (NUMA_BUILD)
1984                 zlc_clear_zones_full(zonelist);
1985
1986 retry:
1987         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1988                                         zonelist, high_zoneidx,
1989                                         alloc_flags, preferred_zone,
1990                                         migratetype);
1991
1992         /*
1993          * If an allocation failed after direct reclaim, it could be because
1994          * pages are pinned on the per-cpu lists. Drain them and try again
1995          */
1996         if (!page && !drained) {
1997                 drain_all_pages();
1998                 drained = true;
1999                 goto retry;
2000         }
2001
2002         return page;
2003 }
2004
2005 /*
2006  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
2007  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
2008  */
2009 static inline struct page *
2010 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2011         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2012         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2013         int migratetype)
2014 {
2015         struct page *page;
2016
2017         do {
2018                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2019                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
2020                         preferred_zone, migratetype);
2021
2022                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2023                         wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2024         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
2025
2026         return page;
2027 }
2028
2029 static inline
2030 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
2031                                                 enum zone_type high_zoneidx,
2032                                                 enum zone_type classzone_idx)
2033 {
2034         struct zoneref *z;
2035         struct zone *zone;
2036
2037         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
2038                 wakeup_kswapd(zone, order, classzone_idx);
2039 }
2040
2041 static inline int
2042 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
2043 {
2044         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
2045         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2046
2047         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
2048         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != (__force gfp_t) ALLOC_HIGH);
2049
2050         /*
2051          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
2052          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
2053          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
2054          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
2055          */
2056         alloc_flags |= (__force int) (gfp_mask & __GFP_HIGH);
2057
2058         if (!wait) {
2059                 /*
2060                  * Not worth trying to allocate harder for
2061                  * __GFP_NOMEMALLOC even if it can't schedule.
2062                  */
2063                 if  (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2064                         alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2065                 /*
2066                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
2067                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
2068                  */
2069                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
2070         } else if (unlikely(rt_task(current)) && !in_interrupt())
2071                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2072
2073         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
2074                 if (!in_interrupt() &&
2075                     ((current->flags & PF_MEMALLOC) ||
2076                      unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
2077                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2078         }
2079
2080         return alloc_flags;
2081 }
2082
2083 static inline struct page *
2084 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2085         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2086         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2087         int migratetype)
2088 {
2089         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2090         struct page *page = NULL;
2091         int alloc_flags;
2092         unsigned long pages_reclaimed = 0;
2093         unsigned long did_some_progress;
2094         bool sync_migration = false;
2095
2096         /*
2097          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
2098          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
2099          * be using allocators in order of preference for an area that is
2100          * too large.
2101          */
2102         if (order >= MAX_ORDER) {
2103                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
2104                 return NULL;
2105         }
2106
2107         /*
2108          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
2109          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
2110          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
2111          * using a larger set of nodes after it has established that the
2112          * allowed per node queues are empty and that nodes are
2113          * over allocated.
2114          */
2115         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
2116                 goto nopage;
2117
2118 restart:
2119         if (!(gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2120                 wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx,
2121                                                 zone_idx(preferred_zone));
2122
2123         /*
2124          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
2125          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
2126          * to how we want to proceed.
2127          */
2128         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
2129
2130         /*
2131          * Find the true preferred zone if the allocation is unconstrained by
2132          * cpusets.
2133          */
2134         if (!(alloc_flags & ALLOC_CPUSET) && !nodemask)
2135                 first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, NULL,
2136                                         &preferred_zone);
2137
2138 rebalance:
2139         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
2140         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
2141                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2142                         preferred_zone, migratetype);
2143         if (page)
2144                 goto got_pg;
2145
2146         /* Allocate without watermarks if the context allows */
2147         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
2148                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
2149                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2150                                 preferred_zone, migratetype);
2151                 if (page)
2152                         goto got_pg;
2153         }
2154
2155         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
2156         if (!wait)
2157                 goto nopage;
2158
2159         /* Avoid recursion of direct reclaim */
2160         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
2161                 goto nopage;
2162
2163         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
2164         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2165                 goto nopage;
2166
2167         /*
2168          * Try direct compaction. The first pass is asynchronous. Subsequent
2169          * attempts after direct reclaim are synchronous
2170          */
2171         page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2172                                         zonelist, high_zoneidx,
2173                                         nodemask,
2174                                         alloc_flags, preferred_zone,
2175                                         migratetype, &did_some_progress,
2176                                         sync_migration);
2177         if (page)
2178                 goto got_pg;
2179         sync_migration = true;
2180
2181         /* Try direct reclaim and then allocating */
2182         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
2183                                         zonelist, high_zoneidx,
2184                                         nodemask,
2185                                         alloc_flags, preferred_zone,
2186                                         migratetype, &did_some_progress);
2187         if (page)
2188                 goto got_pg;
2189
2190         /*
2191          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
2192          * running out of options and have to consider going OOM
2193          */
2194         if (!did_some_progress) {
2195                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
2196                         if (oom_killer_disabled)
2197                                 goto nopage;
2198                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
2199                                         zonelist, high_zoneidx,
2200                                         nodemask, preferred_zone,
2201                                         migratetype);
2202                         if (page)
2203                                 goto got_pg;
2204
2205                         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2206                                 /*
2207                                  * The oom killer is not called for high-order
2208                                  * allocations that may fail, so if no progress
2209                                  * is being made, there are no other options and
2210                                  * retrying is unlikely to help.
2211                                  */
2212                                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2213                                         goto nopage;
2214                                 /*
2215                                  * The oom killer is not called for lowmem
2216                                  * allocations to prevent needlessly killing
2217                                  * innocent tasks.
2218                                  */
2219                                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2220                                         goto nopage;
2221                         }
2222
2223                         goto restart;
2224                 }
2225
2226                 /*
2227                  * Suspend converts GFP_KERNEL to __GFP_WAIT which can
2228                  * prevent reclaim making forward progress without
2229                  * invoking OOM. Bail if we are suspending
2230                  */
2231                 if (pm_suspending())
2232                         goto nopage;
2233         }
2234
2235         /* Check if we should retry the allocation */
2236         pages_reclaimed += did_some_progress;
2237         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
2238                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
2239                 wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2240                 goto rebalance;
2241         } else {
2242                 /*
2243                  * High-order allocations do not necessarily loop after
2244                  * direct reclaim and reclaim/compaction depends on compaction
2245                  * being called after reclaim so call directly if necessary
2246                  */
2247                 page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2248                                         zonelist, high_zoneidx,
2249                                         nodemask,
2250                                         alloc_flags, preferred_zone,
2251                                         migratetype, &did_some_progress,
2252                                         sync_migration);
2253                 if (page)
2254                         goto got_pg;
2255         }
2256
2257 nopage:
2258         warn_alloc_failed(gfp_mask, order, NULL);
2259         return page;
2260 got_pg:
2261         if (kmemcheck_enabled)
2262                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
2263         return page;
2264
2265 }
2266
2267 /*
2268  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
2269  */
2270 struct page *
2271 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2272                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
2273 {
2274         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
2275         struct zone *preferred_zone;
2276         struct page *page;
2277         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
2278
2279         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
2280
2281         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
2282
2283         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
2284
2285         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
2286                 return NULL;
2287
2288         /*
2289          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
2290          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
2291          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
2292          */
2293         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
2294                 return NULL;
2295
2296         get_mems_allowed();
2297         /* The preferred zone is used for statistics later */
2298         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx,
2299                                 nodemask ? : &cpuset_current_mems_allowed,
2300                                 &preferred_zone);
2301         if (!preferred_zone) {
2302                 put_mems_allowed();
2303                 return NULL;
2304         }
2305
2306         /* First allocation attempt */
2307         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
2308                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
2309                         preferred_zone, migratetype);
2310         if (unlikely(!page))
2311                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
2312                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2313                                 preferred_zone, migratetype);
2314         put_mems_allowed();
2315
2316         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
2317         return page;
2318 }
2319 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
2320
2321 /*
2322  * Common helper functions.
2323  */
2324 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2325 {
2326         struct page *page;
2327
2328         /*
2329          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
2330          * a highmem page
2331          */
2332         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
2333
2334         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
2335         if (!page)
2336                 return 0;
2337         return (unsigned long) page_address(page);
2338 }
2339 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2340
2341 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2342 {
2343         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2344 }
2345 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2346
2347 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
2348 {
2349         int i = pagevec_count(pvec);
2350
2351         while (--i >= 0) {
2352                 trace_mm_pagevec_free(pvec->pages[i], pvec->cold);
2353                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
2354         }
2355 }
2356
2357 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2358 {
2359         if (put_page_testzero(page)) {
2360                 if (order == 0)
2361                         free_hot_cold_page(page, 0);
2362                 else
2363                         __free_pages_ok(page, order);
2364         }
2365 }
2366
2367 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2368
2369 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2370 {
2371         if (addr != 0) {
2372                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2373                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2374         }
2375 }
2376
2377 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2378
2379 static void *make_alloc_exact(unsigned long addr, unsigned order, size_t size)
2380 {
2381         if (addr) {
2382                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2383                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2384
2385                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2386                 while (used < alloc_end) {
2387                         free_page(used);
2388                         used += PAGE_SIZE;
2389                 }
2390         }
2391         return (void *)addr;
2392 }
2393
2394 /**
2395  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2396  * @size: the number of bytes to allocate
2397  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2398  *
2399  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2400  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2401  * allocate memory in power-of-two pages.
2402  *
2403  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2404  *
2405  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2406  */
2407 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2408 {
2409         unsigned int order = get_order(size);
2410         unsigned long addr;
2411
2412         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2413         return make_alloc_exact(addr, order, size);
2414 }
2415 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2416
2417 /**
2418  * alloc_pages_exact_nid - allocate an exact number of physically-contiguous
2419  *                         pages on a node.
2420  * @nid: the preferred node ID where memory should be allocated
2421  * @size: the number of bytes to allocate
2422  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2423  *
2424  * Like alloc_pages_exact(), but try to allocate on node nid first before falling
2425  * back.
2426  * Note this is not alloc_pages_exact_node() which allocates on a specific node,
2427  * but is not exact.
2428  */
2429 void *alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask)
2430 {
2431         unsigned order = get_order(size);
2432         struct page *p = alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
2433         if (!p)
2434                 return NULL;
2435         return make_alloc_exact((unsigned long)page_address(p), order, size);
2436 }
2437 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact_nid);
2438
2439 /**
2440  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2441  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2442  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2443  *
2444  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2445  */
2446 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2447 {
2448         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2449         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2450
2451         while (addr < end) {
2452                 free_page(addr);
2453                 addr += PAGE_SIZE;
2454         }
2455 }
2456 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2457
2458 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
2459 {
2460         struct zoneref *z;
2461         struct zone *zone;
2462
2463         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2464         unsigned int sum = 0;
2465
2466         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2467
2468         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2469                 unsigned long size = zone->present_pages;
2470                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2471                 if (size > high)
2472                         sum += size - high;
2473         }
2474
2475         return sum;
2476 }
2477
2478 /*
2479  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
2480  */
2481 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
2482 {
2483         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2484 }
2485 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2486
2487 /*
2488  * Amount of free RAM allocatable within all zones
2489  */
2490 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
2491 {
2492         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2493 }
2494
2495 static inline void show_node(struct zone *zone)
2496 {
2497         if (NUMA_BUILD)
2498                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2499 }
2500
2501 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2502 {
2503         val->totalram = totalram_pages;
2504         val->sharedram = 0;
2505         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2506         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2507         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2508         val->freehigh = nr_free_highpages();
2509         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2510 }
2511
2512 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2513
2514 #ifdef CONFIG_NUMA
2515 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2516 {
2517         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2518
2519         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2520         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2521 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2522         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2523         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2524                         NR_FREE_PAGES);
2525 #else
2526         val->totalhigh = 0;
2527         val->freehigh = 0;
2528 #endif
2529         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2530 }
2531 #endif
2532
2533 /*
2534  * Determine whether the node should be displayed or not, depending on whether
2535  * SHOW_MEM_FILTER_NODES was passed to show_free_areas().
2536  */
2537 bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid)
2538 {
2539         bool ret = false;
2540
2541         if (!(flags & SHOW_MEM_FILTER_NODES))
2542                 goto out;
2543
2544         get_mems_allowed();
2545         ret = !node_isset(nid, cpuset_current_mems_allowed);
2546         put_mems_allowed();
2547 out:
2548         return ret;
2549 }
2550
2551 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2552
2553 /*
2554  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2555  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2556  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2557  * Suppresses nodes that are not allowed by current's cpuset if
2558  * SHOW_MEM_FILTER_NODES is passed.
2559  */
2560 void show_free_areas(unsigned int filter)
2561 {
2562         int cpu;
2563         struct zone *zone;
2564
2565         for_each_populated_zone(zone) {
2566                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2567                         continue;
2568                 show_node(zone);
2569                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2570
2571                 for_each_online_cpu(cpu) {
2572                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2573
2574                         pageset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
2575
2576                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2577                                cpu, pageset->pcp.high,
2578                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2579                 }
2580         }
2581
2582         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
2583                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
2584                 " unevictable:%lu"
2585                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2586                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
2587                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2588                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2589                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2590                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
2591                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2592                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2593                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
2594                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2595                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2596                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2597                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2598                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2599                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
2600                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2601                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2602                 global_page_state(NR_SHMEM),
2603                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2604                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2605
2606         for_each_populated_zone(zone) {
2607                 int i;
2608
2609                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2610                         continue;
2611                 show_node(zone);
2612                 printk("%s"
2613                         " free:%lukB"
2614                         " min:%lukB"
2615                         " low:%lukB"
2616                         " high:%lukB"
2617                         " active_anon:%lukB"
2618                         " inactive_anon:%lukB"
2619                         " active_file:%lukB"
2620                         " inactive_file:%lukB"
2621                         " unevictable:%lukB"
2622                         " isolated(anon):%lukB"
2623                         " isolated(file):%lukB"
2624                         " present:%lukB"
2625                         " mlocked:%lukB"
2626                         " dirty:%lukB"
2627                         " writeback:%lukB"
2628                         " mapped:%lukB"
2629                         " shmem:%lukB"
2630                         " slab_reclaimable:%lukB"
2631                         " slab_unreclaimable:%lukB"
2632                         " kernel_stack:%lukB"
2633                         " pagetables:%lukB"
2634                         " unstable:%lukB"
2635                         " bounce:%lukB"
2636                         " writeback_tmp:%lukB"
2637                         " pages_scanned:%lu"
2638                         " all_unreclaimable? %s"
2639                         "\n",
2640                         zone->name,
2641                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2642                         K(min_wmark_pages(zone)),
2643                         K(low_wmark_pages(zone)),
2644                         K(high_wmark_pages(zone)),
2645                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2646                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2647                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2648                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2649                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2650                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
2651                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
2652                         K(zone->present_pages),
2653                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
2654                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
2655                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
2656                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
2657                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
2658                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
2659                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
2660                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
2661                                 THREAD_SIZE / 1024,
2662                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
2663                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
2664                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
2665                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
2666                         zone->pages_scanned,
2667                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
2668                         );
2669                 printk("lowmem_reserve[]:");
2670                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2671                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2672                 printk("\n");
2673         }
2674
2675         for_each_populated_zone(zone) {
2676                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2677
2678                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2679                         continue;
2680                 show_node(zone);
2681                 printk("%s: ", zone->name);
2682
2683                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2684                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2685                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2686                         total += nr[order] << order;
2687                 }
2688                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2689                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2690                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2691                 printk("= %lukB\n", K(total));
2692         }
2693
2694         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2695
2696         show_swap_cache_info();
2697 }
2698
2699 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2700 {
2701         zoneref->zone = zone;
2702         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2703 }
2704
2705 /*
2706  * Builds allocation fallback zone lists.
2707  *
2708  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2709  */
2710 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2711                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2712 {
2713         struct zone *zone;
2714
2715         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2716         zone_type++;
2717
2718         do {
2719                 zone_type--;
2720                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2721                 if (populated_zone(zone)) {
2722                         zoneref_set_zone(zone,
2723                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2724                         check_highest_zone(zone_type);
2725                 }
2726
2727         } while (zone_type);
2728         return nr_zones;
2729 }
2730
2731
2732 /*
2733  *  zonelist_order:
2734  *  0 = automatic detection of better ordering.
2735  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2736  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2737  *
2738  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2739  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2740  */
2741 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2742 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2743 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2744
2745 /* zonelist order in the kernel.
2746  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2747  */
2748 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2749 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2750
2751
2752 #ifdef CONFIG_NUMA
2753 /* The value user specified ....changed by config */
2754 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2755 /* string for sysctl */
2756 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2757 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2758
2759 /*
2760  * interface for configure zonelist ordering.
2761  * command line option "numa_zonelist_order"
2762  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2763  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2764  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2765  */
2766
2767 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2768 {
2769         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2770                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2771         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2772                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2773         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2774                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2775         } else {
2776                 printk(KERN_WARNING
2777                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2778                         "%s\n", s);
2779                 return -EINVAL;
2780         }
2781         return 0;
2782 }
2783
2784 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2785 {
2786         int ret;
2787
2788         if (!s)
2789                 return 0;
2790
2791         ret = __parse_numa_zonelist_order(s);
2792         if (ret == 0)
2793                 strlcpy(numa_zonelist_order, s, NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2794
2795         return ret;
2796 }
2797 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2798
2799 /*
2800  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2801  */
2802 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2803                 void __user *buffer, size_t *length,
2804                 loff_t *ppos)
2805 {
2806         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2807         int ret;
2808         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
2809
2810         mutex_lock(&zl_order_mutex);
2811         if (write)
2812                 strcpy(saved_string, (char*)table->data);
2813         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
2814         if (ret)
2815                 goto out;
2816         if (write) {
2817                 int oldval = user_zonelist_order;
2818                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2819                         /*
2820                          * bogus value.  restore saved string
2821                          */
2822                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2823                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2824                         user_zonelist_order = oldval;
2825                 } else if (oldval != user_zonelist_order) {
2826                         mutex_lock(&zonelists_mutex);
2827                         build_all_zonelists(NULL);
2828                         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
2829                 }
2830         }
2831 out:
2832         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
2833         return ret;
2834 }
2835
2836
2837 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
2838 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2839
2840 /**
2841  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2842  * @node: node whose fallback list we're appending
2843  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2844  *
2845  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2846  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2847  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2848  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2849  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2850  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2851  * on them otherwise.
2852  * It returns -1 if no node is found.
2853  */
2854 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2855 {
2856         int n, val;
2857         int min_val = INT_MAX;
2858         int best_node = -1;
2859         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2860
2861         /* Use the local node if we haven't already */
2862         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2863                 node_set(node, *used_node_mask);
2864                 return node;
2865         }
2866
2867         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2868
2869                 /* Don't want a node to appear more than once */
2870                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2871                         continue;
2872
2873                 /* Use the distance array to find the distance */
2874                 val = node_distance(node, n);
2875
2876                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2877                 val += (n < node);
2878
2879                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2880                 tmp = cpumask_of_node(n);
2881                 if (!cpumask_empty(tmp))
2882                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2883
2884                 /* Slight preference for less loaded node */
2885                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2886                 val += node_load[n];
2887
2888                 if (val < min_val) {
2889                         min_val = val;
2890                         best_node = n;
2891                 }
2892         }
2893
2894         if (best_node >= 0)
2895                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2896
2897         return best_node;
2898 }
2899
2900
2901 /*
2902  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2903  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2904  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2905  */
2906 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2907 {
2908         int j;
2909         struct zonelist *zonelist;
2910
2911         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2912         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2913                 ;
2914         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2915                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2916         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2917         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2918 }
2919
2920 /*
2921  * Build gfp_thisnode zonelists
2922  */
2923 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2924 {
2925         int j;
2926         struct zonelist *zonelist;
2927
2928         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2929         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2930         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2931         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2932 }
2933
2934 /*
2935  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2936  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2937  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2938  * may still exist in local DMA zone.
2939  */
2940 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2941
2942 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2943 {
2944         int pos, j, node;
2945         int zone_type;          /* needs to be signed */
2946         struct zone *z;
2947         struct zonelist *zonelist;
2948
2949         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2950         pos = 0;
2951         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2952                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2953                         node = node_order[j];
2954                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2955                         if (populated_zone(z)) {
2956                                 zoneref_set_zone(z,
2957                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2958                                 check_highest_zone(zone_type);
2959                         }
2960                 }
2961         }
2962         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2963         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2964 }
2965
2966 static int default_zonelist_order(void)
2967 {
2968         int nid, zone_type;
2969         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2970         struct zone *z;
2971         int average_size;
2972         /*
2973          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the system.
2974          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2975          * into OOM very easily.
2976          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and configures zone order.
2977          */
2978         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2979         low_kmem_size = 0;
2980         total_size = 0;
2981         for_each_online_node(nid) {
2982                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2983                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2984                         if (populated_zone(z)) {
2985                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2986                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2987                                 total_size += z->present_pages;
2988                         } else if (zone_type == ZONE_NORMAL) {
2989                                 /*
2990                                  * If any node has only lowmem, then node order
2991                                  * is preferred to allow kernel allocations
2992                                  * locally; otherwise, they can easily infringe
2993                                  * on other nodes when there is an abundance of
2994                                  * lowmem available to allocate from.
2995                                  */
2996                                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2997                         }
2998                 }
2999         }
3000         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
3001             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
3002                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3003         /*
3004          * look into each node's config.
3005          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
3006          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
3007          */
3008         average_size = total_size /
3009                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
3010         for_each_online_node(nid) {
3011                 low_kmem_size = 0;
3012                 total_size = 0;
3013                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3014                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3015                         if (populated_zone(z)) {
3016                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3017                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3018                                 total_size += z->present_pages;
3019                         }
3020                 }
3021                 if (low_kmem_size &&
3022                     total_size > average_size && /* ignore small node */
3023                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
3024                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
3025         }
3026         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
3027 }
3028
3029 static void set_zonelist_order(void)
3030 {
3031         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
3032                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
3033         else
3034                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
3035 }
3036
3037 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3038 {
3039         int j, node, load;
3040         enum zone_type i;
3041         nodemask_t used_mask;
3042         int local_node, prev_node;
3043         struct zonelist *zonelist;
3044         int order = current_zonelist_order;
3045
3046         /* initialize zonelists */
3047         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
3048                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
3049                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
3050                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
3051         }
3052
3053         /* NUMA-aware ordering of nodes */
3054         local_node = pgdat->node_id;
3055         load = nr_online_nodes;
3056         prev_node = local_node;
3057         nodes_clear(used_mask);
3058
3059         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
3060         j = 0;
3061
3062         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
3063                 int distance = node_distance(local_node, node);
3064
3065                 /*
3066                  * If another node is sufficiently far away then it is better
3067                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
3068                  */
3069                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
3070                         zone_reclaim_mode = 1;
3071
3072                 /*
3073                  * We don't want to pressure a particular node.
3074                  * So adding penalty to the first node in same
3075                  * distance group to make it round-robin.
3076                  */
3077                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
3078                         node_load[node] = load;
3079
3080                 prev_node = node;
3081                 load--;
3082                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
3083                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
3084                 else
3085                         node_order[j++] = node; /* remember order */
3086         }
3087
3088         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
3089                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
3090                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
3091         }
3092
3093         build_thisnode_zonelists(pgdat);
3094 }
3095
3096 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
3097 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3098 {
3099         struct zonelist *zonelist;
3100         struct zonelist_cache *zlc;
3101         struct zoneref *z;
3102
3103         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3104         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
3105         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
3106         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
3107                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
3108 }
3109
3110 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3111 /*
3112  * Return node id of node used for "local" allocations.
3113  * I.e., first node id of first zone in arg node's generic zonelist.
3114  * Used for initializing percpu 'numa_mem', which is used primarily
3115  * for kernel allocations, so use GFP_KERNEL flags to locate zonelist.
3116  */
3117 int local_memory_node(int node)
3118 {
3119         struct zone *zone;
3120
3121         (void)first_zones_zonelist(node_zonelist(node, GFP_KERNEL),
3122                                    gfp_zone(GFP_KERNEL),
3123                                    NULL,
3124                                    &zone);
3125         return zone->node;
3126 }
3127 #endif
3128
3129 #else   /* CONFIG_NUMA */
3130
3131 static void set_zonelist_order(void)
3132 {
3133         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3134 }
3135
3136 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3137 {
3138         int node, local_node;
3139         enum zone_type j;
3140         struct zonelist *zonelist;
3141
3142         local_node = pgdat->node_id;
3143
3144         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3145         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
3146
3147         /*
3148          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
3149          * of all the other nodes.
3150          * We don't want to pressure a particular node, so when
3151          * building the zones for node N, we make sure that the
3152          * zones coming right after the local ones are those from
3153          * node N+1 (modulo N)
3154          */
3155         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
3156                 if (!node_online(node))
3157                         continue;
3158                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3159                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3160         }
3161         for (node = 0; node < local_node; node++) {
3162                 if (!node_online(node))
3163                         continue;
3164                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3165                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3166         }
3167
3168         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3169         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3170 }
3171
3172 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
3173 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3174 {
3175         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
3176 }
3177
3178 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3179
3180 /*
3181  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
3182  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
3183  * that an item put on a list will immediately be handed over to
3184  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
3185  * with interrupts disabled.
3186  *
3187  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
3188  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
3189  * hotplugged processors.
3190  *
3191  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
3192  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
3193  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
3194  */
3195 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
3196 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
3197 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone);
3198
3199 /*
3200  * Global mutex to protect against size modification of zonelists
3201  * as well as to serialize pageset setup for the new populated zone.
3202  */
3203 DEFINE_MUTEX(zonelists_mutex);
3204
3205 /* return values int ....just for stop_machine() */
3206 static __init_refok int __build_all_zonelists(void *data)
3207 {
3208         int nid;
3209         int cpu;
3210
3211 #ifdef CONFIG_NUMA
3212         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
3213 #endif
3214         for_each_online_node(nid) {
3215                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3216
3217                 build_zonelists(pgdat);
3218                 build_zonelist_cache(pgdat);
3219         }
3220
3221         /*
3222          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
3223          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
3224          * each zone will be allocated later when the per cpu
3225          * allocator is available.
3226          *
3227          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
3228          * cpus if the system is already booted because the pagesets
3229          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
3230          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
3231          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
3232          * (a chicken-egg dilemma).
3233          */
3234         for_each_possible_cpu(cpu) {
3235                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
3236
3237 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3238                 /*
3239                  * We now know the "local memory node" for each node--
3240                  * i.e., the node of the first zone in the generic zonelist.
3241                  * Set up numa_mem percpu variable for on-line cpus.  During
3242                  * boot, only the boot cpu should be on-line;  we'll init the
3243                  * secondary cpus' numa_mem as they come on-line.  During
3244                  * node/memory hotplug, we'll fixup all on-line cpus.
3245                  */
3246                 if (cpu_online(cpu))
3247                         set_cpu_numa_mem(cpu, local_memory_node(cpu_to_node(cpu)));
3248 #endif
3249         }
3250
3251         return 0;
3252 }
3253
3254 /*
3255  * Called with zonelists_mutex held always
3256  * unless system_state == SYSTEM_BOOTING.
3257  */
3258 void __ref build_all_zonelists(void *data)
3259 {
3260         set_zonelist_order();
3261
3262         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
3263                 __build_all_zonelists(NULL);
3264                 mminit_verify_zonelist();
3265                 cpuset_init_current_mems_allowed();
3266         } else {
3267                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
3268                    of zonelist */
3269 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3270                 if (data)
3271                         setup_zone_pageset((struct zone *)data);
3272 #endif
3273                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
3274                 /* cpuset refresh routine should be here */
3275         }
3276         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
3277         /*
3278          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
3279          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
3280          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
3281          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
3282          * disabled and enable it later
3283          */
3284         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
3285                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
3286         else
3287                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
3288
3289         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
3290                 "Total pages: %ld\n",
3291                         nr_online_nodes,
3292                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
3293                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
3294                         vm_total_pages);
3295 #ifdef CONFIG_NUMA
3296         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
3297 #endif
3298 }
3299
3300 /*
3301  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
3302  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
3303  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
3304  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
3305  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
3306  * conservative, even though it seems large.
3307  *
3308  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
3309  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
3310  */
3311 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
3312
3313 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3314 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3315 {
3316         unsigned long size = 1;
3317
3318         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
3319
3320         while (size < pages)
3321                 size <<= 1;
3322
3323         /*
3324          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
3325          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
3326          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
3327          */
3328         size = min(size, 4096UL);
3329
3330         return max(size, 4UL);
3331 }
3332 #else
3333 /*
3334  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
3335  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
3336  *
3337  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
3338  *
3339  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
3340  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
3341  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
3342  *
3343  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
3344  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
3345  *
3346  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
3347  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
3348  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
3349  */
3350 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3351 {
3352         return 4096UL;
3353 }
3354 #endif
3355
3356 /*
3357  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
3358  * to extract the more random high bits from the multiplicative
3359  * hash function before the remainder is taken.
3360  */
3361 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
3362 {
3363         return ffz(~size);
3364 }
3365
3366 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
3367
3368 /*
3369  * Check if a pageblock contains reserved pages
3370  */
3371 static int pageblock_is_reserved(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3372 {
3373         unsigned long pfn;
3374
3375         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3376                 if (!pfn_valid_within(pfn) || PageReserved(pfn_to_page(pfn)))
3377                         return 1;
3378         }
3379         return 0;
3380 }
3381
3382 /*
3383  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
3384  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
3385  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
3386  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
3387  * blocks as reclaim kicks in
3388  */
3389 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
3390 {
3391         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn, block_end_pfn;
3392         struct page *page;
3393         unsigned long block_migratetype;
3394         int reserve;
3395
3396         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
3397         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
3398         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
3399         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
3400                                                         pageblock_order;
3401
3402         /*
3403          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
3404          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
3405          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
3406          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
3407          * future allocation of hugepages at runtime.
3408          */
3409         reserve = min(2, reserve);
3410
3411         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
3412                 if (!pfn_valid(pfn))
3413                         continue;
3414                 page = pfn_to_page(pfn);
3415
3416                 /* Watch out for overlapping nodes */
3417                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
3418                         continue;
3419
3420                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
3421                 block_end_pfn = min(pfn + pageblock_nr_pages, end_pfn);
3422                 if (pageblock_is_reserved(pfn, block_end_pfn))
3423                         continue;
3424
3425                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
3426
3427                 /* If this block is reserved, account for it */
3428                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3429                         reserve--;
3430                         continue;
3431                 }
3432
3433                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
3434                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
3435                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
3436                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
3437                         reserve--;
3438                         continue;
3439                 }
3440
3441                 /*
3442                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
3443                  * take it back
3444                  */
3445                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3446                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3447                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
3448                 }
3449         }
3450 }
3451
3452 /*
3453  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
3454  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
3455  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
3456  */
3457 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
3458                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
3459 {
3460         struct page *page;
3461         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
3462         unsigned long pfn;
3463         struct zone *z;
3464
3465         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
3466                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
3467
3468         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
3469         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3470                 /*
3471                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
3472                  * handed to this function.  They do not
3473                  * exist on hotplugged memory.
3474                  */
3475                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
3476                         if (!early_pfn_valid(pfn))
3477                                 continue;
3478                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
3479                                 continue;
3480                 }
3481                 page = pfn_to_page(pfn);
3482                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
3483                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
3484                 init_page_count(page);
3485                 reset_page_mapcount(page);
3486                 SetPageReserved(page);
3487                 /*
3488                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
3489                  * movable at startup. This will force kernel allocations
3490                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
3491                  * the address space during boot when many long-lived
3492                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
3493                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
3494                  * setup_zone_migrate_reserve()
3495                  *
3496                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
3497                  * can be created for invalid pages (for alignment)
3498                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
3499                  * pfn out of zone.
3500                  */
3501                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
3502                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
3503                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
3504                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3505
3506                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
3507 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
3508                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3509                 if (!is_highmem_idx(zone))
3510                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3511 #endif
3512         }
3513 }
3514
3515 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3516 {
3517         int order, t;
3518         for_each_migratetype_order(order, t) {
3519                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3520                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3521         }
3522 }
3523
3524 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3525 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3526         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3527 #endif
3528
3529 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
3530 {
3531 #ifdef CONFIG_MMU
3532         int batch;
3533
3534         /*
3535          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3536          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
3537          *
3538          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
3539          */
3540         batch = zone->present_pages / 1024;
3541         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
3542                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
3543         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
3544         if (batch < 1)
3545                 batch = 1;
3546
3547         /*
3548          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
3549          * of 2 value was found to be more likely to have
3550          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
3551          *
3552          * For example if 2 tasks are alternately allocating
3553          * batches of pages, one task can end up with a lot
3554          * of pages of one half of the possible page colors
3555          * and the other with pages of the other colors.
3556          */
3557         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
3558
3559         return batch;
3560
3561 #else
3562         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
3563          * conditions.
3564          *
3565          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
3566          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
3567          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
3568          *
3569          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
3570          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
3571          * can be a significant delay between the individual batches being
3572          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
3573          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
3574          */
3575         return 0;
3576 #endif
3577 }
3578
3579 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
3580 {
3581         struct per_cpu_pages *pcp;
3582         int migratetype;
3583
3584         memset(p, 0, sizeof(*p));
3585
3586         pcp = &p->pcp;
3587         pcp->count = 0;
3588         pcp->high = 6 * batch;
3589         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
3590         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
3591                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
3592 }
3593
3594 /*
3595  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
3596  * to the value high for the pageset p.
3597  */
3598
3599 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
3600                                 unsigned long high)
3601 {
3602         struct per_cpu_pages *pcp;
3603
3604         pcp = &p->pcp;
3605         pcp->high = high;
3606         pcp->batch = max(1UL, high/4);
3607         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
3608                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
3609 }
3610
3611 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone)
3612 {
3613         int cpu;
3614
3615         zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
3616
3617         for_each_possible_cpu(cpu) {
3618                 struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3619
3620                 setup_pageset(pcp, zone_batchsize(zone));
3621
3622                 if (percpu_pagelist_fraction)
3623                         setup_pagelist_highmark(pcp,
3624                                 (zone->present_pages /
3625                                         percpu_pagelist_fraction));
3626         }
3627 }
3628
3629 /*
3630  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
3631  * Before this call only boot pagesets were available.
3632  */
3633 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
3634 {
3635         struct zone *zone;
3636
3637         for_each_populated_zone(zone)
3638                 setup_zone_pageset(zone);
3639 }
3640
3641 static noinline __init_refok
3642 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3643 {
3644         int i;
3645         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3646         size_t alloc_size;
3647
3648         /*
3649          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3650          * per zone.
3651          */
3652         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3653                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3654         zone->wait_table_bits =
3655                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3656         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3657                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3658
3659         if (!slab_is_available()) {
3660                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3661                         alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, alloc_size);
3662         } else {
3663                 /*
3664                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3665                  * via memory hot-add.
3666                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3667                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3668                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3669                  * node itself as well.
3670                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3671                  * necessary.
3672                  */
3673                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3674         }
3675         if (!zone->wait_table)
3676                 return -ENOMEM;
3677
3678         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3679                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3680
3681         return 0;
3682 }
3683
3684 static int __zone_pcp_update(void *data)
3685 {
3686         struct zone *zone = data;
3687         int cpu;
3688         unsigned long batch = zone_batchsize(zone), flags;
3689
3690         for_each_possible_cpu(cpu) {
3691                 struct per_cpu_pageset *pset;
3692                 struct per_cpu_pages *pcp;
3693
3694                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3695                 pcp = &pset->pcp;
3696
3697                 local_irq_save(flags);
3698                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
3699                 setup_pageset(pset, batch);
3700                 local_irq_restore(flags);
3701         }
3702         return 0;
3703 }
3704
3705 void zone_pcp_update(struct zone *zone)
3706 {
3707         stop_machine(__zone_pcp_update, zone, NULL);
3708 }
3709
3710 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3711 {
3712         /*
3713          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
3714          * relies on the ability of the linker to provide the
3715          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
3716          */
3717         zone->pageset = &boot_pageset;
3718
3719         if (zone->present_pages)
3720                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
3721                         zone->name, zone->present_pages,
3722                                          zone_batchsize(zone));
3723 }
3724
3725 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3726                                         unsigned long zone_start_pfn,
3727                                         unsigned long size,
3728                                         enum memmap_context context)
3729 {
3730         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3731         int ret;
3732         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3733         if (ret)
3734                 return ret;
3735         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3736
3737         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3738
3739         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3740                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3741                         pgdat->node_id,
3742                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3743                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3744
3745         zone_init_free_lists(zone);
3746
3747         return 0;
3748 }
3749
3750 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3751 /*
3752  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3753  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3754  */
3755 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3756 {
3757         int i;
3758
3759         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3760                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3761                         return i;
3762
3763         return -1;
3764 }
3765
3766 /*
3767  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3768  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3769  */
3770 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3771 {
3772         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3773                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3774                         return index;
3775
3776         return -1;
3777 }
3778
3779 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3780 /*
3781  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3782  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3783  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3784  * alternative
3785  */
3786 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3787 {
3788         int i;
3789
3790         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3791                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3792                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3793
3794                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3795                         return early_node_map[i].nid;
3796         }
3797         /* This is a memory hole */
3798         return -1;
3799 }
3800 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3801
3802 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3803 {
3804         int nid;
3805
3806         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3807         if (nid >= 0)
3808                 return nid;
3809         /* just returns 0 */
3810         return 0;
3811 }
3812
3813 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3814 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3815 {
3816         int nid;
3817
3818         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3819         if (nid >= 0 && nid != node)
3820                 return false;
3821         return true;
3822 }
3823 #endif
3824
3825 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3826 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3827         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3828                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3829
3830 /**
3831  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3832  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3833  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3834  *
3835  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3836  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3837  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3838  */
3839 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3840                                                 unsigned long max_low_pfn)
3841 {
3842         int i;
3843
3844         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3845                 unsigned long size_pages = 0;
3846                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3847
3848                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3849                         continue;
3850
3851                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3852                         end_pfn = max_low_pfn;
3853
3854                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3855                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3856                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3857                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3858         }
3859 }
3860
3861 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK
3862 /*
3863  * Basic iterator support. Return the last range of PFNs for a node
3864  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns last region regardless of node
3865  */
3866 static int __meminit last_active_region_index_in_nid(int nid)
3867 {
3868         int i;
3869
3870         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i >= 0; i--)
3871                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3872                         return i;
3873
3874         return -1;
3875 }
3876
3877 /*
3878  * Basic iterator support. Return the previous active range of PFNs for a node
3879  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3880  */
3881 static int __meminit previous_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3882 {
3883         for (index = index - 1; index >= 0; index--)
3884                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3885                         return index;
3886
3887         return -1;
3888 }
3889
3890 #define for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) \
3891         for (i = last_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3892                                 i = previous_active_region_index_in_nid(i, nid))
3893
3894 u64 __init find_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
3895                                         u64 goal, u64 limit)
3896 {
3897         int i;
3898
3899         /* Need to go over early_node_map to find out good range for node */
3900         for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) {
3901                 u64 addr;
3902                 u64 ei_start, ei_last;
3903                 u64 final_start, final_end;
3904
3905                 ei_last = early_node_map[i].end_pfn;
3906                 ei_last <<= PAGE_SHIFT;
3907                 ei_start = early_node_map[i].start_pfn;
3908                 ei_start <<= PAGE_SHIFT;
3909
3910                 final_start = max(ei_start, goal);
3911                 final_end = min(ei_last, limit);
3912
3913                 if (final_start >= final_end)
3914                         continue;
3915
3916                 addr = memblock_find_in_range(final_start, final_end, size, align);
3917
3918                 if (addr == MEMBLOCK_ERROR)
3919                         continue;
3920
3921                 return addr;
3922         }
3923
3924         return MEMBLOCK_ERROR;
3925 }
3926 #endif
3927
3928 int __init add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
3929                                    int nr_range, int nid)
3930 {
3931         int i;
3932         u64 start, end;
3933
3934         /* need to go over early_node_map to find out good range for node */
3935         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3936                 start = early_node_map[i].start_pfn;
3937                 end = early_node_map[i].end_pfn;
3938                 nr_range = add_range(range, az, nr_range, start, end);
3939         }
3940         return nr_range;
3941 }
3942
3943 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3944 {
3945         int i;
3946         int ret;
3947
3948         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3949                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3950                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3951                 if (ret)
3952                         break;
3953         }
3954 }
3955 /**
3956  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3957  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3958  *
3959  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3960  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3961  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3962  */
3963 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3964 {
3965         int i;
3966
3967         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3968                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3969                                 early_node_map[i].start_pfn,
3970                                 early_node_map[i].end_pfn);
3971 }
3972
3973 /**
3974  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3975  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3976  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3977  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3978  *
3979  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3980  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3981  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3982  * PFNs will be 0.
3983  */
3984 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3985                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3986 {
3987         int i;
3988         *start_pfn = -1UL;
3989         *end_pfn = 0;
3990
3991         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3992                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3993                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3994         }
3995
3996         if (*start_pfn == -1UL)
3997                 *start_pfn = 0;
3998 }
3999
4000 /*
4001  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
4002  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
4003  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
4004  */
4005 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
4006 {
4007         int zone_index;
4008         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
4009                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
4010                         continue;
4011
4012                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
4013                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
4014                         break;
4015         }
4016
4017         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
4018         movable_zone = zone_index;
4019 }
4020
4021 /*
4022  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
4023  * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
4024  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
4025  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
4026  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
4027  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
4028  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
4029  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
4030  */
4031 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
4032                                         unsigned long zone_type,
4033                                         unsigned long node_start_pfn,
4034                                         unsigned long node_end_pfn,
4035                                         unsigned long *zone_start_pfn,
4036                                         unsigned long *zone_end_pfn)
4037 {
4038         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
4039         if (zone_movable_pfn[nid]) {
4040                 /* Size ZONE_MOVABLE */
4041                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
4042                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4043                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
4044                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
4045
4046                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
4047                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
4048                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
4049                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4050
4051                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
4052                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
4053                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
4054         }
4055 }
4056
4057 /*
4058  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
4059  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
4060  */
4061 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4062                                         unsigned long zone_type,
4063                                         unsigned long *ignored)
4064 {
4065         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4066         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4067
4068         /* Get the start and end of the node and zone */
4069         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4070         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4071         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4072         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4073                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
4074                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4075
4076         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
4077         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
4078                 return 0;
4079
4080         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
4081         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
4082         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
4083
4084         /* Return the spanned pages */
4085         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
4086 }
4087
4088 /*
4089  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
4090  * then all holes in the requested range will be accounted for.
4091  */
4092 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
4093                                 unsigned long range_start_pfn,
4094                                 unsigned long range_end_pfn)
4095 {
4096         int i = 0;
4097         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
4098         unsigned long start_pfn;
4099
4100         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
4101         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
4102         if (i == -1)
4103                 return 0;
4104
4105         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4106
4107         /* Account for ranges before physical memory on this node */
4108         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
4109                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
4110
4111         /* Find all holes for the zone within the node */
4112         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
4113
4114                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
4115                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
4116                         break;
4117
4118                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
4119                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4120                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
4121
4122                 /* Update the hole size cound and move on */
4123                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
4124                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
4125                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
4126                 }
4127                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4128         }
4129
4130         /* Account for ranges past physical memory on this node */
4131         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
4132                 hole_pages += range_end_pfn -
4133                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
4134
4135         return hole_pages;
4136 }
4137
4138 /**
4139  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
4140  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
4141  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
4142  *
4143  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
4144  */
4145 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
4146                                                         unsigned long end_pfn)
4147 {
4148         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
4149 }
4150
4151 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
4152 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4153                                         unsigned long zone_type,
4154                                         unsigned long *ignored)
4155 {
4156         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4157         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4158
4159         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4160         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
4161                                                         node_start_pfn);
4162         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
4163                                                         node_end_pfn);
4164
4165         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4166                         node_start_pfn, node_end_pfn,
4167                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4168         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
4169 }
4170
4171 #else
4172 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4173                                         unsigned long zone_type,
4174                                         unsigned long *zones_size)
4175 {
4176         return zones_size[zone_type];
4177 }
4178
4179 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4180                                                 unsigned long zone_type,
4181                                                 unsigned long *zholes_size)
4182 {
4183         if (!zholes_size)
4184                 return 0;
4185
4186         return zholes_size[zone_type];
4187 }
4188
4189 #endif
4190
4191 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
4192                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4193 {
4194         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
4195         enum zone_type i;
4196
4197         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4198                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4199                                                                 zones_size);
4200         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
4201
4202         realtotalpages = totalpages;
4203         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4204                 realtotalpages -=
4205                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4206                                                                 zholes_size);
4207         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
4208         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
4209                                                         realtotalpages);
4210 }
4211
4212 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
4213 /*
4214  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
4215  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
4216  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
4217  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
4218  * bytes.
4219  */
4220 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
4221 {
4222         unsigned long usemapsize;
4223
4224         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
4225         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
4226         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
4227         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
4228
4229         return usemapsize / 8;
4230 }
4231
4232 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4233                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
4234 {
4235         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
4236         zone->pageblock_flags = NULL;
4237         if (usemapsize)
4238                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat,
4239                                                                    usemapsize);
4240 }
4241 #else
4242 static inline void setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4243                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
4244 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4245
4246 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
4247
4248 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
4249 static inline int pageblock_default_order(void)
4250 {
4251         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
4252                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
4253
4254         return MAX_ORDER-1;
4255 }
4256
4257 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
4258 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
4259 {
4260         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
4261         if (pageblock_order)
4262                 return;
4263
4264         /*
4265          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
4266          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
4267          */
4268         pageblock_order = order;
4269 }
4270 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4271
4272 /*
4273  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
4274  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
4275  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
4276  * pageblock_order based on the kernel config
4277  */
4278 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
4279 {
4280         return MAX_ORDER-1;
4281 }
4282 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
4283
4284 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4285
4286 /*
4287  * Set up the zone data structures:
4288  *   - mark all pages reserved
4289  *   - mark all memory queues empty
4290  *   - clear the memory bitmaps
4291  */
4292 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
4293                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4294 {
4295         enum zone_type j;
4296         int nid = pgdat->node_id;
4297         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
4298         int ret;
4299
4300         pgdat_resize_init(pgdat);
4301         pgdat->nr_zones = 0;
4302         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
4303         pgdat->kswapd_max_order = 0;
4304         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
4305         
4306         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4307                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4308                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
4309                 enum lru_list l;
4310
4311                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
4312                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
4313                                                                 zholes_size);
4314
4315                 /*
4316                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
4317                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
4318                  * and per-cpu initialisations
4319                  */
4320                 memmap_pages =
4321                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
4322                 if (realsize >= memmap_pages) {
4323                         realsize -= memmap_pages;
4324                         if (memmap_pages)
4325                                 printk(KERN_DEBUG
4326                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
4327                                        zone_names[j], memmap_pages);
4328                 } else
4329                         printk(KERN_WARNING
4330                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
4331                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
4332
4333                 /* Account for reserved pages */
4334                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
4335                         realsize -= dma_reserve;
4336                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
4337                                         zone_names[0], dma_reserve);
4338                 }
4339
4340                 if (!is_highmem_idx(j))
4341                         nr_kernel_pages += realsize;
4342                 nr_all_pages += realsize;
4343
4344                 zone->spanned_pages = size;
4345                 zone->present_pages = realsize;
4346 #ifdef CONFIG_NUMA
4347                 zone->node = nid;
4348                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
4349                                                 / 100;
4350                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4351 #endif
4352                 zone->name = zone_names[j];
4353                 spin_lock_init(&zone->lock);
4354                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
4355                 zone_seqlock_init(zone);
4356                 zone->zone_pgdat = pgdat;
4357
4358                 zone_pcp_init(zone);
4359                 for_each_lru(l)
4360                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
4361                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
4362                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
4363                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
4364                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
4365                 zap_zone_vm_stats(zone);
4366                 zone->flags = 0;
4367                 if (!size)
4368                         continue;
4369
4370                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
4371                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
4372                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
4373                                                 size, MEMMAP_EARLY);
4374                 BUG_ON(ret);
4375                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
4376                 zone_start_pfn += size;
4377         }
4378 }
4379
4380 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
4381 {
4382         /* Skip empty nodes */
4383         if (!pgdat->node_spanned_pages)
4384                 return;
4385
4386 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4387         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
4388         if (!pgdat->node_mem_map) {
4389                 unsigned long size, start, end;
4390                 struct page *map;
4391
4392                 /*
4393                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
4394                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
4395                  * for the buddy allocator to function correctly.
4396                  */
4397                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
4398                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
4399                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4400                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
4401                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
4402                 if (!map)
4403                         map = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, size);
4404                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
4405         }
4406 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4407         /*
4408          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
4409          */
4410         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
4411                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
4412 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4413                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
4414                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
4415 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4416         }
4417 #endif
4418 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
4419 }
4420
4421 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
4422                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
4423 {
4424         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4425
4426         pgdat->node_id = nid;
4427         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
4428         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
4429
4430         alloc_node_mem_map(pgdat);
4431 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4432         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
4433                 nid, (unsigned long)pgdat,
4434                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
4435 #endif
4436
4437         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
4438 }
4439
4440 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4441
4442 #if MAX_NUMNODES > 1
4443 /*
4444  * Figure out the number of possible node ids.
4445  */
4446 static void __init setup_nr_node_ids(void)
4447 {
4448         unsigned int node;
4449         unsigned int highest = 0;
4450
4451         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
4452                 highest = node;
4453         nr_node_ids = highest + 1;
4454 }
4455 #else
4456 static inline void setup_nr_node_ids(void)
4457 {
4458 }
4459 #endif
4460
4461 /**
4462  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
4463  * @nid: The node ID the range resides on
4464  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
4465  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
4466  *
4467  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
4468  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
4469  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
4470  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
4471  * the range being registered will be merged with existing ranges.
4472  */
4473 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4474                                                 unsigned long end_pfn)
4475 {
4476         int i;
4477
4478         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
4479                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
4480                         "%d entries of %d used\n",
4481                         nid, start_pfn, end_pfn,
4482                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
4483
4484         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
4485
4486         /* Merge with existing active regions if possible */
4487         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4488                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4489                         continue;
4490
4491                 /* Skip if an existing region covers this new one */
4492                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
4493                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
4494                         return;
4495
4496                 /* Merge forward if suitable */
4497                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
4498                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
4499                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4500                         return;
4501                 }
4502
4503                 /* Merge backward if suitable */
4504                 if (start_pfn < early_node_map[i].start_pfn &&
4505                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
4506                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4507                         return;
4508                 }
4509         }
4510
4511         /* Check that early_node_map is large enough */
4512         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
4513                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
4514                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
4515                 return;
4516         }
4517
4518         early_node_map[i].nid = nid;
4519         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4520         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4521         nr_nodemap_entries = i + 1;
4522 }
4523
4524 /**
4525  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
4526  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
4527  * @start_pfn: The new PFN of the range
4528  * @end_pfn: The new PFN of the range
4529  *
4530  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
4531  * The map is kept near the end physical page range that has already been
4532  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
4533  * range.
4534  */
4535 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4536                                 unsigned long end_pfn)
4537 {
4538         int i, j;
4539         int removed = 0;
4540
4541         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
4542                           nid, start_pfn, end_pfn);
4543
4544         /* Find the old active region end and shrink */
4545         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4546                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4547                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
4548                         /* clear it */
4549                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
4550                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
4551                         removed = 1;
4552                         continue;
4553                 }
4554                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
4555                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
4556                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4557                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
4558                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
4559                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
4560                         continue;
4561                 }
4562                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4563                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
4564                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
4565                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
4566                         continue;
4567                 }
4568         }
4569
4570         if (!removed)
4571                 return;
4572
4573         /* remove the blank ones */
4574         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
4575                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4576                         continue;
4577                 if (early_node_map[i].end_pfn)
4578                         continue;
4579                 /* we found it, get rid of it */
4580                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
4581                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
4582                                 sizeof(early_node_map[j]));
4583                 j = nr_nodemap_entries - 1;
4584                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
4585                 nr_nodemap_entries--;
4586         }
4587 }
4588
4589 /**
4590  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
4591  *
4592  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
4593  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
4594  * all currently registered regions.
4595  */
4596 void __init remove_all_active_ranges(void)
4597 {
4598         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
4599         nr_nodemap_entries = 0;
4600 }
4601
4602 /* Compare two active node_active_regions */
4603 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
4604 {
4605         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
4606         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
4607
4608         /* Done this way to avoid overflows */
4609         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
4610                 return 1;
4611         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
4612                 return -1;
4613
4614         return 0;
4615 }
4616
4617 /* sort the node_map by start_pfn */
4618 void __init sort_node_map(void)
4619 {
4620         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
4621                         sizeof(struct node_active_region),
4622                         cmp_node_active_region, NULL);
4623 }
4624
4625 /**
4626  * node_map_pfn_alignment - determine the maximum internode alignment
4627  *
4628  * This function should be called after node map is populated and sorted.
4629  * It calculates the maximum power of two alignment which can distinguish
4630  * all the nodes.
4631  *
4632  * For example, if all nodes are 1GiB and aligned to 1GiB, the return value
4633  * would indicate 1GiB alignment with (1 << (30 - PAGE_SHIFT)).  If the
4634  * nodes are shifted by 256MiB, 256MiB.  Note that if only the last node is
4635  * shifted, 1GiB is enough and this function will indicate so.
4636  *
4637  * This is used to test whether pfn -> nid mapping of the chosen memory
4638  * model has fine enough granularity to avoid incorrect mapping for the
4639  * populated node map.
4640  *
4641  * Returns the determined alignment in pfn's.  0 if there is no alignment
4642  * requirement (single node).
4643  */
4644 unsigned long __init node_map_pfn_alignment(void)
4645 {
4646         unsigned long accl_mask = 0, last_end = 0;
4647         int last_nid = -1;
4648         int i;
4649
4650         for_each_active_range_index_in_nid(i, MAX_NUMNODES) {
4651                 int nid = early_node_map[i].nid;
4652                 unsigned long start = early_node_map[i].start_pfn;
4653                 unsigned long end = early_node_map[i].end_pfn;
4654                 unsigned long mask;
4655
4656                 if (!start || last_nid < 0 || last_nid == nid) {
4657                         last_nid = nid;
4658                         last_end = end;
4659                         continue;
4660                 }
4661
4662                 /*
4663                  * Start with a mask granular enough to pin-point to the
4664                  * start pfn and tick off bits one-by-one until it becomes
4665                  * too coarse to separate the current node from the last.
4666                  */
4667                 mask = ~((1 << __ffs(start)) - 1);
4668                 while (mask && last_end <= (start & (mask << 1)))
4669                         mask <<= 1;
4670
4671                 /* accumulate all internode masks */
4672                 accl_mask |= mask;
4673         }
4674
4675         /* convert mask to number of pages */
4676         return ~accl_mask + 1;
4677 }
4678
4679 /* Find the lowest pfn for a node */
4680 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4681 {
4682         int i;
4683         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4684
4685         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
4686         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4687                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4688
4689         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4690                 printk(KERN_WARNING
4691                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4692                 return 0;
4693         }
4694
4695         return min_pfn;
4696 }
4697
4698 /**
4699  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4700  *
4701  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4702  * add_active_range().
4703  */
4704 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4705 {
4706         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4707 }
4708
4709 /*
4710  * early_calculate_totalpages()
4711  * Sum pages in active regions for movable zone.
4712  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
4713  */
4714 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4715 {
4716         int i;
4717         unsigned long totalpages = 0;
4718
4719         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4720                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
4721                                                 early_node_map[i].start_pfn;
4722                 totalpages += pages;
4723                 if (pages)
4724                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
4725         }
4726         return totalpages;
4727 }
4728
4729 /*
4730  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4731  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4732  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4733  * others
4734  */
4735 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
4736 {
4737         int i, nid;
4738         unsigned long usable_startpfn;
4739         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4740         /* save the state before borrow the nodemask */
4741         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_HIGH_MEMORY];
4742         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4743         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
4744
4745         /*
4746          * If movablecore was specified, calculate what size of
4747          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4748          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4749          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4750          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4751          * what movablecore would have allowed.
4752          */
4753         if (required_movablecore) {
4754                 unsigned long corepages;
4755
4756                 /*
4757                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4758                  * was requested by the user
4759                  */
4760                 required_movablecore =
4761                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4762                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4763
4764                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4765         }
4766
4767         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4768         if (!required_kernelcore)
4769                 goto out;
4770
4771         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4772         find_usable_zone_for_movable();
4773         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4774
4775 restart:
4776         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4777         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4778         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4779                 /*
4780                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4781                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4782                  * amount of memory for the kernel
4783                  */
4784                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4785                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4786
4787                 /*
4788                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4789                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4790                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4791                  */
4792                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4793
4794                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4795                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4796                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4797                         unsigned long size_pages;
4798
4799                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4800                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4801                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4802                         if (start_pfn >= end_pfn)
4803                                 continue;
4804
4805                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4806                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4807                                 unsigned long kernel_pages;
4808                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4809                                                                 - start_pfn;
4810
4811                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4812                                                         kernelcore_remaining);
4813                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4814                                                         required_kernelcore);
4815
4816                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4817                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4818
4819                                         /*
4820                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4821                                          * that if we have to rebalance
4822                                          * kernelcore across nodes, we will
4823                                          * not double account here
4824                                          */
4825                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4826                                         continue;
4827                                 }
4828                                 start_pfn = usable_startpfn;
4829                         }
4830
4831                         /*
4832                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4833                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4834                          * number of pages used as kernelcore
4835                          */
4836                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4837                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4838                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4839                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4840
4841                         /*
4842                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4843                          * break if the kernelcore for this node has been
4844                          * satisified
4845                          */
4846                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4847                                                                 size_pages);
4848                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4849                         if (!kernelcore_remaining)
4850                                 break;
4851                 }
4852         }
4853
4854         /*
4855          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4856          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4857          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4858          * satisified
4859          */
4860         usable_nodes--;
4861         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4862                 goto restart;
4863
4864         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4865         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4866                 zone_movable_pfn[nid] =
4867                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4868
4869 out:
4870         /* restore the node_state */
4871         node_states[N_HIGH_MEMORY] = saved_node_state;
4872 }
4873
4874 /* Any regular memory on that node ? */
4875 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4876 {
4877 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4878         enum zone_type zone_type;
4879
4880         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4881                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4882                 if (zone->present_pages)
4883                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4884         }
4885 #endif
4886 }
4887
4888 /**
4889  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4890  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4891  *
4892  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4893  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4894  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4895  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4896  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4897  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4898  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4899  * at arch_max_dma_pfn.
4900  */
4901 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4902 {
4903         unsigned long nid;
4904         int i;
4905
4906         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4907         sort_node_map();
4908
4909         /* Record where the zone boundaries are */
4910         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4911                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4912         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4913                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4914         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4915         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4916         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4917                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4918                         continue;
4919                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4920                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4921                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4922                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4923         }
4924         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4925         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4926
4927         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4928         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4929         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4930
4931         /* Print out the zone ranges */
4932         printk("Zone PFN ranges:\n");
4933         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4934                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4935                         continue;
4936                 printk("  %-8s ", zone_names[i]);
4937                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
4938                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
4939                         printk("empty\n");
4940                 else
4941                         printk("%0#10lx -> %0#10lx\n",
4942                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4943                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4944         }
4945
4946         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4947         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4948         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4949                 if (zone_movable_pfn[i])
4950                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4951         }
4952
4953         /* Print out the early_node_map[] */
4954         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4955         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4956                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4957                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4958                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4959
4960         /* Initialise every node */
4961         mminit_verify_pageflags_layout();
4962         setup_nr_node_ids();
4963         for_each_online_node(nid) {
4964                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4965                 free_area_init_node(nid, NULL,
4966                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4967
4968                 /* Any memory on that node */
4969                 if (pgdat->node_present_pages)
4970                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4971                 check_for_regular_memory(pgdat);
4972         }
4973 }
4974
4975 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4976 {
4977         unsigned long long coremem;
4978         if (!p)
4979                 return -EINVAL;
4980
4981         coremem = memparse(p, &p);
4982         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4983
4984         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4985         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4986
4987         return 0;
4988 }
4989
4990 /*
4991  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4992  * cannot be reclaimed or migrated.
4993  */
4994 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4995 {
4996         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4997 }
4998
4999 /*
5000  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5001  * can be reclaimed or migrated.
5002  */
5003 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
5004 {
5005         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
5006 }
5007
5008 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
5009 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
5010
5011 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
5012
5013 /**
5014  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
5015  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
5016  *
5017  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
5018  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
5019  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
5020  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
5021  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
5022  * smaller per-cpu batchsize.
5023  */
5024 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
5025 {
5026         dma_reserve = new_dma_reserve;
5027 }
5028
5029 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
5030 {
5031         free_area_init_node(0, zones_size,
5032                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
5033 }
5034
5035 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
5036                                  unsigned long action, void *hcpu)
5037 {
5038         int cpu = (unsigned long)hcpu;
5039
5040         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
5041                 drain_pages(cpu);
5042
5043                 /*
5044                  * Spill the event counters of the dead processor
5045                  * into the current processors event counters.
5046                  * This artificially elevates the count of the current
5047                  * processor.
5048                  */
5049                 vm_events_fold_cpu(cpu);
5050
5051                 /*
5052                  * Zero the differential counters of the dead processor
5053                  * so that the vm statistics are consistent.
5054                  *
5055                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
5056                  * race with what we are doing.
5057                  */
5058                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
5059         }
5060         return NOTIFY_OK;
5061 }
5062
5063 void __init page_alloc_init(void)
5064 {
5065         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
5066 }
5067
5068 /*
5069  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
5070  *      or min_free_kbytes changes.
5071  */
5072 static void calculate_totalreserve_pages(void)
5073 {
5074         struct pglist_data *pgdat;
5075         unsigned long reserve_pages = 0;
5076         enum zone_type i, j;
5077
5078         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5079                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5080                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
5081                         unsigned long max = 0;
5082
5083                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
5084                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5085                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
5086                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
5087                         }
5088
5089                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
5090                         max += high_wmark_pages(zone);
5091
5092                         if (max > zone->present_pages)
5093                                 max = zone->present_pages;
5094                         reserve_pages += max;
5095                 }
5096         }
5097         totalreserve_pages = reserve_pages;
5098 }
5099
5100 /*
5101  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
5102  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
5103  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
5104  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
5105  */
5106 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
5107 {
5108         struct pglist_data *pgdat;
5109         enum zone_type j, idx;
5110
5111         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5112                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5113                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
5114                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
5115
5116                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
5117
5118                         idx = j;
5119                         while (idx) {
5120                                 struct zone *lower_zone;
5121
5122                                 idx--;
5123
5124                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
5125                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
5126
5127                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
5128                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
5129                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
5130                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
5131                         }
5132                 }
5133         }
5134
5135         /* update totalreserve_pages */
5136         calculate_totalreserve_pages();
5137 }
5138
5139 /**
5140  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
5141  * or when memory is hot-{added|removed}
5142  *
5143  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
5144  * correctly with respect to min_free_kbytes.
5145  */
5146 void setup_per_zone_wmarks(void)
5147 {
5148         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
5149         unsigned long lowmem_pages = 0;
5150         struct zone *zone;
5151         unsigned long flags;
5152
5153         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
5154         for_each_zone(zone) {
5155                 if (!is_highmem(zone))
5156                         lowmem_pages += zone->present_pages;
5157         }
5158
5159         for_each_zone(zone) {
5160                 u64 tmp;
5161
5162                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5163                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
5164                 do_div(tmp, lowmem_pages);
5165                 if (is_highmem(zone)) {
5166                         /*
5167                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
5168                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
5169                          * value here.
5170                          *
5171                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
5172                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
5173                          * not be capped for highmem.
5174                          */
5175                         int min_pages;
5176
5177                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
5178                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
5179                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
5180                         if (min_pages > 128)
5181                                 min_pages = 128;
5182                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
5183                 } else {
5184                         /*
5185                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
5186                          * proportionate to the zone's size.
5187                          */
5188                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
5189                 }
5190
5191                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
5192                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
5193                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
5194                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5195         }
5196
5197         /* update totalreserve_pages */
5198         calculate_totalreserve_pages();
5199 }
5200
5201 /*
5202  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
5203  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
5204  * to be referenced again before it is swapped out.
5205  *
5206  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
5207  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
5208  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
5209  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
5210  *
5211  * total     target    max
5212  * memory    ratio     inactive anon
5213  * -------------------------------------
5214  *   10MB       1         5MB
5215  *  100MB       1        50MB
5216  *    1GB       3       250MB
5217  *   10GB      10       0.9GB
5218  *  100GB      31         3GB
5219  *    1TB     101        10GB
5220  *   10TB     320        32GB
5221  */
5222 static void __meminit calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
5223 {
5224         unsigned int gb, ratio;
5225
5226         /* Zone size in gigabytes */
5227         gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
5228         if (gb)
5229                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
5230         else
5231                 ratio = 1;
5232
5233         zone->inactive_ratio = ratio;
5234 }
5235
5236 static void __meminit setup_per_zone_inactive_ratio(void)
5237 {
5238         struct zone *zone;
5239
5240         for_each_zone(zone)
5241                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
5242 }
5243
5244 /*
5245  * Initialise min_free_kbytes.
5246  *
5247  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
5248  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
5249  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
5250  *
5251  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
5252  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
5253  *
5254  * which yields
5255  *
5256  * 16MB:        512k
5257  * 32MB:        724k
5258  * 64MB:        1024k
5259  * 128MB:       1448k
5260  * 256MB:       2048k
5261  * 512MB:       2896k
5262  * 1024MB:      4096k
5263  * 2048MB:      5792k
5264  * 4096MB:      8192k
5265  * 8192MB:      11584k
5266  * 16384MB:     16384k
5267  */
5268 int __meminit init_per_zone_wmark_min(void)
5269 {
5270         unsigned long lowmem_kbytes;
5271
5272         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
5273
5274         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
5275         if (min_free_kbytes < 128)
5276                 min_free_kbytes = 128;
5277         if (min_free_kbytes > 65536)
5278                 min_free_kbytes = 65536;
5279         setup_per_zone_wmarks();
5280         refresh_zone_stat_thresholds();
5281         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5282         setup_per_zone_inactive_ratio();
5283         return 0;
5284 }
5285 module_init(init_per_zone_wmark_min)
5286
5287 /*
5288  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
5289  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
5290  *      changes.
5291  */
5292 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
5293         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5294 {
5295         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
5296         if (write)
5297                 setup_per_zone_wmarks();
5298         return 0;
5299 }
5300
5301 #ifdef CONFIG_NUMA
5302 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5303         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5304 {
5305         struct zone *zone;
5306         int rc;
5307
5308         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5309         if (rc)
5310                 return rc;
5311
5312         for_each_zone(zone)
5313                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
5314                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
5315         return 0;
5316 }
5317
5318 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5319         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5320 {
5321         struct zone *zone;
5322         int rc;
5323
5324         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5325         if (rc)
5326                 return rc;
5327
5328         for_each_zone(zone)
5329                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
5330                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
5331         return 0;
5332 }
5333 #endif
5334
5335 /*
5336  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
5337  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
5338  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
5339  *
5340  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
5341  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
5342  * if in function of the boot time zone sizes.
5343  */
5344 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5345         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5346 {
5347         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5348         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5349         return 0;
5350 }
5351
5352 /*
5353  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
5354  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
5355  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
5356  */
5357
5358 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5359         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5360 {
5361         struct zone *zone;
5362         unsigned int cpu;
5363         int ret;
5364
5365         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5366         if (!write || (ret == -EINVAL))
5367                 return ret;
5368         for_each_populated_zone(zone) {
5369                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5370                         unsigned long  high;
5371                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
5372                         setup_pagelist_highmark(
5373                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu), high);
5374                 }
5375         }
5376         return 0;
5377 }
5378
5379 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
5380
5381 #ifdef CONFIG_NUMA
5382 static int __init set_hashdist(char *str)
5383 {
5384         if (!str)
5385                 return 0;
5386         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
5387         return 1;
5388 }
5389 __setup("hashdist=", set_hashdist);
5390 #endif
5391
5392 /*
5393  * allocate a large system hash table from bootmem
5394  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
5395  *   quantity of entries
5396  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
5397  */
5398 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
5399                                      unsigned long bucketsize,
5400                                      unsigned long numentries,
5401                                      int scale,
5402                                      int flags,
5403                                      unsigned int *_hash_shift,
5404                                      unsigned int *_hash_mask,
5405                                      unsigned long limit)
5406 {
5407         unsigned long long max = limit;
5408         unsigned long log2qty, size;
5409         void *table = NULL;
5410
5411         /* allow the kernel cmdline to have a say */
5412         if (!numentries) {
5413                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
5414                 numentries = nr_kernel_pages;
5415                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
5416                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
5417                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
5418
5419                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
5420                 if (scale > PAGE_SHIFT)
5421                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
5422                 else
5423                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
5424
5425                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
5426                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
5427                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
5428                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
5429                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
5430                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
5431                                 BUG_ON(!numentries);
5432                         }
5433                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
5434                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
5435         }
5436         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
5437
5438         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
5439         if (max == 0) {
5440                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
5441                 do_div(max, bucketsize);
5442         }
5443
5444         if (numentries > max)
5445                 numentries = max;
5446
5447         log2qty = ilog2(numentries);
5448
5449         do {
5450                 size = bucketsize << log2qty;
5451                 if (flags & HASH_EARLY)
5452                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
5453                 else if (hashdist)
5454                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
5455                 else {
5456                         /*
5457                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
5458                          * some pages at the end of hash table which
5459                          * alloc_pages_exact() automatically does
5460                          */
5461                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
5462                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
5463                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
5464                         }
5465                 }
5466         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
5467
5468         if (!table)
5469                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
5470
5471         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %ld (order: %d, %lu bytes)\n",
5472                tablename,
5473                (1UL << log2qty),
5474                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
5475                size);
5476
5477         if (_hash_shift)
5478                 *_hash_shift = log2qty;
5479         if (_hash_mask)
5480                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
5481
5482         return table;
5483 }
5484
5485 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
5486 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
5487                                                         unsigned long pfn)
5488 {
5489 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5490         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
5491 #else
5492         return zone->pageblock_flags;
5493 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5494 }
5495
5496 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
5497 {
5498 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5499         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
5500         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5501 #else
5502         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
5503         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5504 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5505 }
5506
5507 /**
5508  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
5509  * @page: The page within the block of interest
5510  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
5511  * @end_bitidx: The last bit of interest
5512  * returns pageblock_bits flags
5513  */
5514 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
5515                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5516 {
5517         struct zone *zone;
5518         unsigned long *bitmap;
5519         unsigned long pfn, bitidx;
5520         unsigned long flags = 0;
5521         unsigned long value = 1;
5522
5523         zone = page_zone(page);
5524         pfn = page_to_pfn(page);
5525         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5526         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5527
5528         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5529                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
5530                         flags |= value;
5531
5532         return flags;
5533 }
5534
5535 /**
5536  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
5537  * @page: The page within the block of interest
5538  * @start_bitidx: The first bit of interest
5539  * @end_bitidx: The last bit of interest
5540  * @flags: The flags to set
5541  */
5542 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
5543                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5544 {
5545         struct zone *zone;
5546         unsigned long *bitmap;
5547         unsigned long pfn, bitidx;
5548         unsigned long value = 1;
5549
5550         zone = page_zone(page);
5551         pfn = page_to_pfn(page);
5552         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5553         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5554         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
5555         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
5556
5557         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5558                 if (flags & value)
5559                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5560                 else
5561                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5562 }
5563
5564 /*
5565  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
5566  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
5567  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
5568  */
5569
5570 static int
5571 __count_immobile_pages(struct zone *zone, struct page *page, int count)
5572 {
5573         unsigned long pfn, iter, found;
5574         /*
5575          * For avoiding noise data, lru_add_drain_all() should be called
5576          * If ZONE_MOVABLE, the zone never contains immobile pages
5577          */
5578         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE)
5579                 return true;
5580
5581         if (get_pageblock_migratetype(page) == MIGRATE_MOVABLE)
5582                 return true;
5583
5584         pfn = page_to_pfn(page);
5585         for (found = 0, iter = 0; iter < pageblock_nr_pages; iter++) {
5586                 unsigned long check = pfn + iter;
5587
5588                 if (!pfn_valid_within(check))
5589                         continue;
5590
5591                 page = pfn_to_page(check);
5592                 if (!page_count(page)) {
5593                         if (PageBuddy(page))
5594                                 iter += (1 << page_order(page)) - 1;
5595                         continue;
5596                 }
5597                 if (!PageLRU(page))
5598                         found++;
5599                 /*
5600                  * If there are RECLAIMABLE pages, we need to check it.
5601                  * But now, memory offline itself doesn't call shrink_slab()
5602                  * and it still to be fixed.
5603                  */
5604                 /*
5605                  * If the page is not RAM, page_count()should be 0.
5606                  * we don't need more check. This is an _used_ not-movable page.
5607                  *
5608                  * The problematic thing here is PG_reserved pages. PG_reserved
5609                  * is set to both of a memory hole page and a _used_ kernel
5610                  * page at boot.
5611                  */
5612                 if (found > count)
5613                         return false;
5614         }
5615         return true;
5616 }
5617
5618 bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
5619 {
5620         struct zone *zone = page_zone(page);
5621         return __count_immobile_pages(zone, page, 0);
5622 }
5623
5624 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
5625 {
5626         struct zone *zone;
5627         unsigned long flags, pfn;
5628         struct memory_isolate_notify arg;
5629         int notifier_ret;
5630         int ret = -EBUSY;
5631
5632         zone = page_zone(page);
5633
5634         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5635
5636         pfn = page_to_pfn(page);
5637         arg.start_pfn = pfn;
5638         arg.nr_pages = pageblock_nr_pages;
5639         arg.pages_found = 0;
5640
5641         /*
5642          * It may be possible to isolate a pageblock even if the
5643          * migratetype is not MIGRATE_MOVABLE. The memory isolation
5644          * notifier chain is used by balloon drivers to return the
5645          * number of pages in a range that are held by the balloon
5646          * driver to shrink memory. If all the pages are accounted for
5647          * by balloons, are free, or on the LRU, isolation can continue.
5648          * Later, for example, when memory hotplug notifier runs, these
5649          * pages reported as "can be isolated" should be isolated(freed)
5650          * by the balloon driver through the memory notifier chain.
5651          */
5652         notifier_ret = memory_isolate_notify(MEM_ISOLATE_COUNT, &arg);
5653         notifier_ret = notifier_to_errno(notifier_ret);
5654         if (notifier_ret)
5655                 goto out;
5656         /*
5657          * FIXME: Now, memory hotplug doesn't call shrink_slab() by itself.
5658          * We just check MOVABLE pages.
5659          */
5660         if (__count_immobile_pages(zone, page, arg.pages_found))
5661                 ret = 0;
5662
5663         /*
5664          * immobile means "not-on-lru" paes. If immobile is larger than
5665          * removable-by-driver pages reported by notifier, we'll fail.
5666          */
5667
5668 out:
5669         if (!ret) {
5670                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
5671                 move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
5672         }
5673
5674         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5675         if (!ret)
5676                 drain_all_pages();
5677         return ret;
5678 }
5679
5680 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
5681 {
5682         struct zone *zone;
5683         unsigned long flags;
5684         zone = page_zone(page);
5685         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5686         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
5687                 goto out;
5688         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
5689         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
5690 out:
5691         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5692 }
5693
5694 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
5695 /*
5696  * All pages in the range must be isolated before calling this.
5697  */
5698 void
5699 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
5700 {
5701         struct page *page;
5702         struct zone *zone;
5703         int order, i;
5704         unsigned long pfn;
5705         unsigned long flags;
5706         /* find the first valid pfn */
5707         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
5708                 if (pfn_valid(pfn))
5709                         break;
5710         if (pfn == end_pfn)
5711                 return;
5712         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
5713         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5714         pfn = start_pfn;
5715         while (pfn < end_pfn) {
5716                 if (!pfn_valid(pfn)) {
5717                         pfn++;
5718                         continue;
5719                 }
5720                 page = pfn_to_page(pfn);
5721                 BUG_ON(page_count(page));
5722                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
5723                 order = page_order(page);
5724 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5725                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
5726                        pfn, 1 << order, end_pfn);
5727 #endif
5728                 list_del(&page->lru);
5729                 rmv_page_order(page);
5730                 zone->free_area[order].nr_free--;
5731                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
5732                                       - (1UL << order));
5733                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
5734                         SetPageReserved((page+i));
5735                 pfn += (1 << order);
5736         }
5737         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5738 }
5739 #endif
5740
5741 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5742 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
5743 {
5744         struct zone *zone = page_zone(page);
5745         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
5746         unsigned long flags;
5747         int order;
5748
5749         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5750         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
5751                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
5752
5753                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
5754                         break;
5755         }
5756         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5757
5758         return order < MAX_ORDER;
5759 }
5760 #endif
5761
5762 static struct trace_print_flags pageflag_names[] = {
5763         {1UL << PG_locked,              "locked"        },
5764         {1UL << PG_error,               "error"         },
5765         {1UL << PG_referenced,          "referenced"    },
5766         {1UL << PG_uptodate,            "uptodate"      },
5767         {1UL << PG_dirty,               "dirty"         },
5768         {1UL << PG_lru,                 "lru"           },
5769         {1UL << PG_active,              "active"        },
5770         {1UL << PG_slab,                "slab"          },
5771         {1UL << PG_owner_priv_1,        "owner_priv_1"  },
5772         {1UL << PG_arch_1,              "arch_1"        },
5773         {1UL << PG_reserved,            "reserved"      },
5774         {1UL << PG_private,             "private"       },
5775         {1UL << PG_private_2,           "private_2"     },
5776         {1UL << PG_writeback,           "writeback"     },
5777 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
5778         {1UL << PG_head,                "head"          },
5779         {1UL << PG_tail,                "tail"          },
5780 #else
5781         {1UL << PG_compound,            "compound"      },
5782 #endif
5783         {1UL << PG_swapcache,           "swapcache"     },
5784         {1UL << PG_mappedtodisk,        "mappedtodisk"  },
5785         {1UL << PG_reclaim,             "reclaim"       },
5786         {1UL << PG_swapbacked,          "swapbacked"    },
5787         {1UL << PG_unevictable,         "unevictable"   },
5788 #ifdef CONFIG_MMU
5789         {1UL << PG_mlocked,             "mlocked"       },
5790 #endif
5791 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
5792         {1UL << PG_uncached,            "uncached"      },
5793 #endif
5794 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5795         {1UL << PG_hwpoison,            "hwpoison"      },
5796 #endif
5797         {-1UL,                          NULL            },
5798 };
5799
5800 static void dump_page_flags(unsigned long flags)
5801 {
5802         const char *delim = "";
5803         unsigned long mask;
5804         int i;
5805
5806         printk(KERN_ALERT "page flags: %#lx(", flags);
5807
5808         /* remove zone id */
5809         flags &= (1UL << NR_PAGEFLAGS) - 1;
5810
5811         for (i = 0; pageflag_names[i].name && flags; i++) {
5812
5813                 mask = pageflag_names[i].mask;
5814                 if ((flags & mask) != mask)
5815                         continue;
5816
5817                 flags &= ~mask;
5818                 printk("%s%s", delim, pageflag_names[i].name);
5819                 delim = "|";
5820         }
5821
5822         /* check for left over flags */
5823         if (flags)
5824                 printk("%s%#lx", delim, flags);
5825
5826         printk(")\n");
5827 }
5828
5829 void dump_page(struct page *page)
5830 {
5831         printk(KERN_ALERT
5832                "page:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%#lx\n",
5833                 page, atomic_read(&page->_count), page_mapcount(page),
5834                 page->mapping, page->index);
5835         dump_page_flags(page->flags);
5836         mem_cgroup_print_bad_page(page);
5837 }