add missing accounting calls to compat_sys_{readv,writev}
[linux-2.6.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/oom.h>
32 #include <linux/notifier.h>
33 #include <linux/topology.h>
34 #include <linux/sysctl.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/memory_hotplug.h>
38 #include <linux/nodemask.h>
39 #include <linux/vmalloc.h>
40 #include <linux/mempolicy.h>
41 #include <linux/stop_machine.h>
42 #include <linux/sort.h>
43 #include <linux/pfn.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/fault-inject.h>
46 #include <linux/page-isolation.h>
47 #include <linux/page_cgroup.h>
48 #include <linux/debugobjects.h>
49
50 #include <asm/tlbflush.h>
51 #include <asm/div64.h>
52 #include "internal.h"
53
54 /*
55  * Array of node states.
56  */
57 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
58         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
59         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
60 #ifndef CONFIG_NUMA
61         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
62 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
63         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
64 #endif
65         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
66 #endif  /* NUMA */
67 };
68 EXPORT_SYMBOL(node_states);
69
70 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
71 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
72 unsigned long highest_memmap_pfn __read_mostly;
73 int percpu_pagelist_fraction;
74
75 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
76 int pageblock_order __read_mostly;
77 #endif
78
79 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
80
81 /*
82  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
83  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
84  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
85  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
86  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
87  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
88  *
89  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
90  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
91  */
92 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
93 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
94          256,
95 #endif
96 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
97          256,
98 #endif
99 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
100          32,
101 #endif
102          32,
103 };
104
105 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
106
107 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
108 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
109          "DMA",
110 #endif
111 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
112          "DMA32",
113 #endif
114          "Normal",
115 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
116          "HighMem",
117 #endif
118          "Movable",
119 };
120
121 int min_free_kbytes = 1024;
122
123 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
124 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
125 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
126
127 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
128   /*
129    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
130    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
131    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
132    * so the number of times add_active_range() can be called is
133    * related to the number of nodes and the number of holes
134    */
135   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
136     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
137     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
138   #else
139     #if MAX_NUMNODES >= 32
140       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
141       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
142     #else
143       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
144       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
145     #endif
146   #endif
147
148   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
149   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
150   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
151   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
152 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
153   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
154   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
155 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
156   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
157   static unsigned long __initdata required_movablecore;
158   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
159
160   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
161   int movable_zone;
162   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
163 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
164
165 #if MAX_NUMNODES > 1
166 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
167 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
168 #endif
169
170 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
171
172 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
173 {
174         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
175                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
176 }
177
178 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
179 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
180 {
181         int ret = 0;
182         unsigned seq;
183         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
184
185         do {
186                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
187                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
188                         ret = 1;
189                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
190                         ret = 1;
191         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
192
193         return ret;
194 }
195
196 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
197 {
198         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
199                 return 0;
200         if (zone != page_zone(page))
201                 return 0;
202
203         return 1;
204 }
205 /*
206  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
207  */
208 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
209 {
210         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
211                 return 1;
212         if (!page_is_consistent(zone, page))
213                 return 1;
214
215         return 0;
216 }
217 #else
218 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
219 {
220         return 0;
221 }
222 #endif
223
224 static void bad_page(struct page *page)
225 {
226         static unsigned long resume;
227         static unsigned long nr_shown;
228         static unsigned long nr_unshown;
229
230         /*
231          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
232          * or allow a steady drip of one report per second.
233          */
234         if (nr_shown == 60) {
235                 if (time_before(jiffies, resume)) {
236                         nr_unshown++;
237                         goto out;
238                 }
239                 if (nr_unshown) {
240                         printk(KERN_ALERT
241                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
242                                 nr_unshown);
243                         nr_unshown = 0;
244                 }
245                 nr_shown = 0;
246         }
247         if (nr_shown++ == 0)
248                 resume = jiffies + 60 * HZ;
249
250         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
251                 current->comm, page_to_pfn(page));
252         printk(KERN_ALERT
253                 "page:%p flags:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%lx\n",
254                 page, (void *)page->flags, page_count(page),
255                 page_mapcount(page), page->mapping, page->index);
256
257         dump_stack();
258 out:
259         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
260         __ClearPageBuddy(page);
261         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
262 }
263
264 /*
265  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
266  *
267  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
268  *
269  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
270  *
271  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
272  * the head page (even the head page has this).
273  *
274  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
275  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
276  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
277  */
278
279 static void free_compound_page(struct page *page)
280 {
281         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
282 }
283
284 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
285 {
286         int i;
287         int nr_pages = 1 << order;
288
289         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
290         set_compound_order(page, order);
291         __SetPageHead(page);
292         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
293                 struct page *p = page + i;
294
295                 __SetPageTail(p);
296                 p->first_page = page;
297         }
298 }
299
300 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
301 void prep_compound_gigantic_page(struct page *page, unsigned long order)
302 {
303         int i;
304         int nr_pages = 1 << order;
305         struct page *p = page + 1;
306
307         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
308         set_compound_order(page, order);
309         __SetPageHead(page);
310         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p = mem_map_next(p, page, i)) {
311                 __SetPageTail(p);
312                 p->first_page = page;
313         }
314 }
315 #endif
316
317 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
318 {
319         int i;
320         int nr_pages = 1 << order;
321         int bad = 0;
322
323         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
324             unlikely(!PageHead(page))) {
325                 bad_page(page);
326                 bad++;
327         }
328
329         __ClearPageHead(page);
330
331         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
332                 struct page *p = page + i;
333
334                 if (unlikely(!PageTail(p) | (p->first_page != page))) {
335                         bad_page(page);
336                         bad++;
337                 }
338                 __ClearPageTail(p);
339         }
340
341         return bad;
342 }
343
344 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
345 {
346         int i;
347
348         /*
349          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
350          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
351          */
352         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
353         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
354                 clear_highpage(page + i);
355 }
356
357 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
358 {
359         set_page_private(page, order);
360         __SetPageBuddy(page);
361 }
362
363 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
364 {
365         __ClearPageBuddy(page);
366         set_page_private(page, 0);
367 }
368
369 /*
370  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
371  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
372  *
373  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
374  * the following equation:
375  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
376  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
377  * 1 buddy is #10:
378  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
379  *
380  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
381  * satisfies the following equation:
382  *     P = B & ~(1 << O)
383  *
384  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
385  */
386 static inline struct page *
387 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
388 {
389         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
390
391         return page + (buddy_idx - page_idx);
392 }
393
394 static inline unsigned long
395 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
396 {
397         return (page_idx & ~(1 << order));
398 }
399
400 /*
401  * This function checks whether a page is free && is the buddy
402  * we can do coalesce a page and its buddy if
403  * (a) the buddy is not in a hole &&
404  * (b) the buddy is in the buddy system &&
405  * (c) a page and its buddy have the same order &&
406  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
407  *
408  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
409  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
410  *
411  * For recording page's order, we use page_private(page).
412  */
413 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
414                                                                 int order)
415 {
416         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
417                 return 0;
418
419         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
420                 return 0;
421
422         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
423                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
424                 return 1;
425         }
426         return 0;
427 }
428
429 /*
430  * Freeing function for a buddy system allocator.
431  *
432  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
433  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
434  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
435  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
436  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
437  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
438  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
439  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
440  * parts of the VM system.
441  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
442  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
443  * order is recorded in page_private(page) field.
444  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
445  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
446  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
447  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
448  * triggers coalescing into a block of larger size.            
449  *
450  * -- wli
451  */
452
453 static inline void __free_one_page(struct page *page,
454                 struct zone *zone, unsigned int order)
455 {
456         unsigned long page_idx;
457         int order_size = 1 << order;
458         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
459
460         if (unlikely(PageCompound(page)))
461                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
462                         return;
463
464         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
465
466         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
467         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
468
469         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
470         while (order < MAX_ORDER-1) {
471                 unsigned long combined_idx;
472                 struct page *buddy;
473
474                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
475                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
476                         break;
477
478                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
479                 list_del(&buddy->lru);
480                 zone->free_area[order].nr_free--;
481                 rmv_page_order(buddy);
482                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
483                 page = page + (combined_idx - page_idx);
484                 page_idx = combined_idx;
485                 order++;
486         }
487         set_page_order(page, order);
488         list_add(&page->lru,
489                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
490         zone->free_area[order].nr_free++;
491 }
492
493 static inline int free_pages_check(struct page *page)
494 {
495         free_page_mlock(page);
496         if (unlikely(page_mapcount(page) |
497                 (page->mapping != NULL)  |
498                 (page_count(page) != 0)  |
499                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE))) {
500                 bad_page(page);
501                 return 1;
502         }
503         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
504                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
505         return 0;
506 }
507
508 /*
509  * Frees a list of pages. 
510  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
511  * count is the number of pages to free.
512  *
513  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
514  * see if this freeing clears that state.
515  *
516  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
517  * pinned" detection logic.
518  */
519 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
520                                         struct list_head *list, int order)
521 {
522         spin_lock(&zone->lock);
523         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
524         zone->pages_scanned = 0;
525         while (count--) {
526                 struct page *page;
527
528                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
529                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
530                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
531                 list_del(&page->lru);
532                 __free_one_page(page, zone, order);
533         }
534         spin_unlock(&zone->lock);
535 }
536
537 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
538 {
539         spin_lock(&zone->lock);
540         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
541         zone->pages_scanned = 0;
542         __free_one_page(page, zone, order);
543         spin_unlock(&zone->lock);
544 }
545
546 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
547 {
548         unsigned long flags;
549         int i;
550         int bad = 0;
551
552         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
553                 bad += free_pages_check(page + i);
554         if (bad)
555                 return;
556
557         if (!PageHighMem(page)) {
558                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
559                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
560                                            PAGE_SIZE << order);
561         }
562         arch_free_page(page, order);
563         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
564
565         local_irq_save(flags);
566         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
567         free_one_page(page_zone(page), page, order);
568         local_irq_restore(flags);
569 }
570
571 /*
572  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
573  */
574 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
575 {
576         if (order == 0) {
577                 __ClearPageReserved(page);
578                 set_page_count(page, 0);
579                 set_page_refcounted(page);
580                 __free_page(page);
581         } else {
582                 int loop;
583
584                 prefetchw(page);
585                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
586                         struct page *p = &page[loop];
587
588                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
589                                 prefetchw(p + 1);
590                         __ClearPageReserved(p);
591                         set_page_count(p, 0);
592                 }
593
594                 set_page_refcounted(page);
595                 __free_pages(page, order);
596         }
597 }
598
599
600 /*
601  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
602  * Please do not alter this order without good reasons and regression
603  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
604  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
605  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
606  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
607  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
608  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
609  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
610  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
611  *
612  * -- wli
613  */
614 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
615         int low, int high, struct free_area *area,
616         int migratetype)
617 {
618         unsigned long size = 1 << high;
619
620         while (high > low) {
621                 area--;
622                 high--;
623                 size >>= 1;
624                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
625                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
626                 area->nr_free++;
627                 set_page_order(&page[size], high);
628         }
629 }
630
631 /*
632  * This page is about to be returned from the page allocator
633  */
634 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
635 {
636         if (unlikely(page_mapcount(page) |
637                 (page->mapping != NULL)  |
638                 (page_count(page) != 0)  |
639                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP))) {
640                 bad_page(page);
641                 return 1;
642         }
643
644         set_page_private(page, 0);
645         set_page_refcounted(page);
646
647         arch_alloc_page(page, order);
648         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
649
650         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
651                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
652
653         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
654                 prep_compound_page(page, order);
655
656         return 0;
657 }
658
659 /*
660  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
661  * the smallest available page from the freelists
662  */
663 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
664                                                 int migratetype)
665 {
666         unsigned int current_order;
667         struct free_area * area;
668         struct page *page;
669
670         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
671         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
672                 area = &(zone->free_area[current_order]);
673                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
674                         continue;
675
676                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
677                                                         struct page, lru);
678                 list_del(&page->lru);
679                 rmv_page_order(page);
680                 area->nr_free--;
681                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
682                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
683                 return page;
684         }
685
686         return NULL;
687 }
688
689
690 /*
691  * This array describes the order lists are fallen back to when
692  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
693  */
694 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
695         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
696         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
697         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
698         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
699 };
700
701 /*
702  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
703  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
704  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
705  */
706 static int move_freepages(struct zone *zone,
707                           struct page *start_page, struct page *end_page,
708                           int migratetype)
709 {
710         struct page *page;
711         unsigned long order;
712         int pages_moved = 0;
713
714 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
715         /*
716          * page_zone is not safe to call in this context when
717          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
718          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
719          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
720          * grouping pages by mobility
721          */
722         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
723 #endif
724
725         for (page = start_page; page <= end_page;) {
726                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
727                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
728
729                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
730                         page++;
731                         continue;
732                 }
733
734                 if (!PageBuddy(page)) {
735                         page++;
736                         continue;
737                 }
738
739                 order = page_order(page);
740                 list_del(&page->lru);
741                 list_add(&page->lru,
742                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
743                 page += 1 << order;
744                 pages_moved += 1 << order;
745         }
746
747         return pages_moved;
748 }
749
750 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
751                                 int migratetype)
752 {
753         unsigned long start_pfn, end_pfn;
754         struct page *start_page, *end_page;
755
756         start_pfn = page_to_pfn(page);
757         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
758         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
759         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
760         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
761
762         /* Do not cross zone boundaries */
763         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
764                 start_page = page;
765         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
766                 return 0;
767
768         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
769 }
770
771 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
772 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
773                                                 int start_migratetype)
774 {
775         struct free_area * area;
776         int current_order;
777         struct page *page;
778         int migratetype, i;
779
780         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
781         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
782                                                 --current_order) {
783                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
784                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
785
786                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
787                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
788                                 continue;
789
790                         area = &(zone->free_area[current_order]);
791                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
792                                 continue;
793
794                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
795                                         struct page, lru);
796                         area->nr_free--;
797
798                         /*
799                          * If breaking a large block of pages, move all free
800                          * pages to the preferred allocation list. If falling
801                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
802                          * agressive about taking ownership of free pages
803                          */
804                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
805                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
806                                 unsigned long pages;
807                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
808                                                                 start_migratetype);
809
810                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
811                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
812                                         set_pageblock_migratetype(page,
813                                                                 start_migratetype);
814
815                                 migratetype = start_migratetype;
816                         }
817
818                         /* Remove the page from the freelists */
819                         list_del(&page->lru);
820                         rmv_page_order(page);
821                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
822                                                         -(1UL << order));
823
824                         if (current_order == pageblock_order)
825                                 set_pageblock_migratetype(page,
826                                                         start_migratetype);
827
828                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
829                         return page;
830                 }
831         }
832
833         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
834         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
835 }
836
837 /*
838  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
839  * Call me with the zone->lock already held.
840  */
841 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
842                                                 int migratetype)
843 {
844         struct page *page;
845
846         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
847
848         if (unlikely(!page))
849                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
850
851         return page;
852 }
853
854 /* 
855  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
856  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
857  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
858  */
859 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
860                         unsigned long count, struct list_head *list,
861                         int migratetype)
862 {
863         int i;
864         
865         spin_lock(&zone->lock);
866         for (i = 0; i < count; ++i) {
867                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
868                 if (unlikely(page == NULL))
869                         break;
870
871                 /*
872                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
873                  * in physical page order. The page is added to the callers and
874                  * list and the list head then moves forward. From the callers
875                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
876                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
877                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
878                  * properly.
879                  */
880                 list_add(&page->lru, list);
881                 set_page_private(page, migratetype);
882                 list = &page->lru;
883         }
884         spin_unlock(&zone->lock);
885         return i;
886 }
887
888 #ifdef CONFIG_NUMA
889 /*
890  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
891  * currently executing processor on remote nodes after they have
892  * expired.
893  *
894  * Note that this function must be called with the thread pinned to
895  * a single processor.
896  */
897 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
898 {
899         unsigned long flags;
900         int to_drain;
901
902         local_irq_save(flags);
903         if (pcp->count >= pcp->batch)
904                 to_drain = pcp->batch;
905         else
906                 to_drain = pcp->count;
907         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
908         pcp->count -= to_drain;
909         local_irq_restore(flags);
910 }
911 #endif
912
913 /*
914  * Drain pages of the indicated processor.
915  *
916  * The processor must either be the current processor and the
917  * thread pinned to the current processor or a processor that
918  * is not online.
919  */
920 static void drain_pages(unsigned int cpu)
921 {
922         unsigned long flags;
923         struct zone *zone;
924
925         for_each_zone(zone) {
926                 struct per_cpu_pageset *pset;
927                 struct per_cpu_pages *pcp;
928
929                 if (!populated_zone(zone))
930                         continue;
931
932                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
933
934                 pcp = &pset->pcp;
935                 local_irq_save(flags);
936                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
937                 pcp->count = 0;
938                 local_irq_restore(flags);
939         }
940 }
941
942 /*
943  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
944  */
945 void drain_local_pages(void *arg)
946 {
947         drain_pages(smp_processor_id());
948 }
949
950 /*
951  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
952  */
953 void drain_all_pages(void)
954 {
955         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
956 }
957
958 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
959
960 void mark_free_pages(struct zone *zone)
961 {
962         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
963         unsigned long flags;
964         int order, t;
965         struct list_head *curr;
966
967         if (!zone->spanned_pages)
968                 return;
969
970         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
971
972         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
973         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
974                 if (pfn_valid(pfn)) {
975                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
976
977                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
978                                 swsusp_unset_page_free(page);
979                 }
980
981         for_each_migratetype_order(order, t) {
982                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
983                         unsigned long i;
984
985                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
986                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
987                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
988                 }
989         }
990         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
991 }
992 #endif /* CONFIG_PM */
993
994 /*
995  * Free a 0-order page
996  */
997 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
998 {
999         struct zone *zone = page_zone(page);
1000         struct per_cpu_pages *pcp;
1001         unsigned long flags;
1002
1003         if (PageAnon(page))
1004                 page->mapping = NULL;
1005         if (free_pages_check(page))
1006                 return;
1007
1008         if (!PageHighMem(page)) {
1009                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1010                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1011         }
1012         arch_free_page(page, 0);
1013         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1014
1015         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
1016         local_irq_save(flags);
1017         __count_vm_event(PGFREE);
1018         if (cold)
1019                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
1020         else
1021                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
1022         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1023         pcp->count++;
1024         if (pcp->count >= pcp->high) {
1025                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1026                 pcp->count -= pcp->batch;
1027         }
1028         local_irq_restore(flags);
1029         put_cpu();
1030 }
1031
1032 void free_hot_page(struct page *page)
1033 {
1034         free_hot_cold_page(page, 0);
1035 }
1036         
1037 void free_cold_page(struct page *page)
1038 {
1039         free_hot_cold_page(page, 1);
1040 }
1041
1042 /*
1043  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1044  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1045  * Each sub-page must be freed individually.
1046  *
1047  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1048  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1049  */
1050 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1051 {
1052         int i;
1053
1054         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1055         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1056         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1057                 set_page_refcounted(page + i);
1058 }
1059
1060 /*
1061  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1062  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1063  * or two.
1064  */
1065 static struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1066                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1067 {
1068         unsigned long flags;
1069         struct page *page;
1070         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1071         int cpu;
1072         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1073
1074 again:
1075         cpu  = get_cpu();
1076         if (likely(order == 0)) {
1077                 struct per_cpu_pages *pcp;
1078
1079                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1080                 local_irq_save(flags);
1081                 if (!pcp->count) {
1082                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1083                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1084                         if (unlikely(!pcp->count))
1085                                 goto failed;
1086                 }
1087
1088                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1089                 if (cold) {
1090                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1091                                 if (page_private(page) == migratetype)
1092                                         break;
1093                 } else {
1094                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1095                                 if (page_private(page) == migratetype)
1096                                         break;
1097                 }
1098
1099                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1100                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1101                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1102                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1103                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1104                 }
1105
1106                 list_del(&page->lru);
1107                 pcp->count--;
1108         } else {
1109                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1110                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1111                 spin_unlock(&zone->lock);
1112                 if (!page)
1113                         goto failed;
1114         }
1115
1116         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1117         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1118         local_irq_restore(flags);
1119         put_cpu();
1120
1121         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1122         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1123                 goto again;
1124         return page;
1125
1126 failed:
1127         local_irq_restore(flags);
1128         put_cpu();
1129         return NULL;
1130 }
1131
1132 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1133 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1134 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1135 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1136 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1137 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1138 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1139
1140 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1141
1142 static struct fail_page_alloc_attr {
1143         struct fault_attr attr;
1144
1145         u32 ignore_gfp_highmem;
1146         u32 ignore_gfp_wait;
1147         u32 min_order;
1148
1149 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1150
1151         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1152         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1153         struct dentry *min_order_file;
1154
1155 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1156
1157 } fail_page_alloc = {
1158         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1159         .ignore_gfp_wait = 1,
1160         .ignore_gfp_highmem = 1,
1161         .min_order = 1,
1162 };
1163
1164 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1165 {
1166         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1167 }
1168 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1169
1170 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1171 {
1172         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1173                 return 0;
1174         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1175                 return 0;
1176         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1177                 return 0;
1178         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1179                 return 0;
1180
1181         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1182 }
1183
1184 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1185
1186 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1187 {
1188         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1189         struct dentry *dir;
1190         int err;
1191
1192         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1193                                        "fail_page_alloc");
1194         if (err)
1195                 return err;
1196         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1197
1198         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1199                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1200                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1201
1202         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1203                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1204                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1205         fail_page_alloc.min_order_file =
1206                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1207                                    &fail_page_alloc.min_order);
1208
1209         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1210             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1211             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1212                 err = -ENOMEM;
1213                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1214                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1215                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1216                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1217         }
1218
1219         return err;
1220 }
1221
1222 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1223
1224 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1225
1226 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1227
1228 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1229 {
1230         return 0;
1231 }
1232
1233 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1234
1235 /*
1236  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1237  * of the allocation.
1238  */
1239 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1240                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1241 {
1242         /* free_pages my go negative - that's OK */
1243         long min = mark;
1244         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1245         int o;
1246
1247         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1248                 min -= min / 2;
1249         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1250                 min -= min / 4;
1251
1252         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1253                 return 0;
1254         for (o = 0; o < order; o++) {
1255                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1256                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1257
1258                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1259                 min >>= 1;
1260
1261                 if (free_pages <= min)
1262                         return 0;
1263         }
1264         return 1;
1265 }
1266
1267 #ifdef CONFIG_NUMA
1268 /*
1269  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1270  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1271  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1272  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1273  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1274  *
1275  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1276  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1277  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1278  *
1279  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1280  * nothing and returns NULL.
1281  *
1282  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1283  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1284  *
1285  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1286  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1287  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1288  * quickly as we can.
1289  */
1290 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1291 {
1292         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1293         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1294
1295         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1296         if (!zlc)
1297                 return NULL;
1298
1299         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1300                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1301                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1302         }
1303
1304         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1305                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1306                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1307         return allowednodes;
1308 }
1309
1310 /*
1311  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1312  * if it is worth looking at further for free memory:
1313  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1314  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1315  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1316  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1317  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1318  * else return false (zero) if it is not.
1319  *
1320  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1321  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1322  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1323  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1324  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1325  * into the second scan of the zonelist.
1326  *
1327  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1328  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1329  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1330  * unturned looking for a free page.
1331  */
1332 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1333                                                 nodemask_t *allowednodes)
1334 {
1335         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1336         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1337         int n;                          /* node that zone *z is on */
1338
1339         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1340         if (!zlc)
1341                 return 1;
1342
1343         i = z - zonelist->_zonerefs;
1344         n = zlc->z_to_n[i];
1345
1346         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1347         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1348 }
1349
1350 /*
1351  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1352  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1353  * from that zone don't waste time re-examining it.
1354  */
1355 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1356 {
1357         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1358         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1359
1360         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1361         if (!zlc)
1362                 return;
1363
1364         i = z - zonelist->_zonerefs;
1365
1366         set_bit(i, zlc->fullzones);
1367 }
1368
1369 #else   /* CONFIG_NUMA */
1370
1371 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1372 {
1373         return NULL;
1374 }
1375
1376 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1377                                 nodemask_t *allowednodes)
1378 {
1379         return 1;
1380 }
1381
1382 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1383 {
1384 }
1385 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1386
1387 /*
1388  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1389  * a page.
1390  */
1391 static struct page *
1392 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1393                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags)
1394 {
1395         struct zoneref *z;
1396         struct page *page = NULL;
1397         int classzone_idx;
1398         struct zone *zone, *preferred_zone;
1399         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1400         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1401         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1402
1403         (void)first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1404                                                         &preferred_zone);
1405         if (!preferred_zone)
1406                 return NULL;
1407
1408         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1409
1410 zonelist_scan:
1411         /*
1412          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1413          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1414          */
1415         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1416                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1417                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1418                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1419                                 continue;
1420                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1421                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1422                                 goto try_next_zone;
1423
1424                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1425                         unsigned long mark;
1426                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1427                                 mark = zone->pages_min;
1428                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1429                                 mark = zone->pages_low;
1430                         else
1431                                 mark = zone->pages_high;
1432                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1433                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1434                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1435                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1436                                         goto this_zone_full;
1437                         }
1438                 }
1439
1440                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1441                 if (page)
1442                         break;
1443 this_zone_full:
1444                 if (NUMA_BUILD)
1445                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1446 try_next_zone:
1447                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1448                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1449                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1450                         zlc_active = 1;
1451                         did_zlc_setup = 1;
1452                 }
1453         }
1454
1455         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1456                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1457                 zlc_active = 0;
1458                 goto zonelist_scan;
1459         }
1460         return page;
1461 }
1462
1463 /*
1464  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1465  */
1466 struct page *
1467 __alloc_pages_internal(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1468                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1469 {
1470         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1471         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1472         struct zoneref *z;
1473         struct zone *zone;
1474         struct page *page;
1475         struct reclaim_state reclaim_state;
1476         struct task_struct *p = current;
1477         int do_retry;
1478         int alloc_flags;
1479         unsigned long did_some_progress;
1480         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1481
1482         might_sleep_if(wait);
1483
1484         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1485                 return NULL;
1486
1487 restart:
1488         z = zonelist->_zonerefs;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1489
1490         if (unlikely(!z->zone)) {
1491                 /*
1492                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1493                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1494                  */
1495                 return NULL;
1496         }
1497
1498         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1499                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1500         if (page)
1501                 goto got_pg;
1502
1503         /*
1504          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1505          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1506          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1507          * using a larger set of nodes after it has established that the
1508          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1509          * over allocated.
1510          */
1511         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1512                 goto nopage;
1513
1514         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1515                 wakeup_kswapd(zone, order);
1516
1517         /*
1518          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1519          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1520          * to how we want to proceed.
1521          *
1522          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1523          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1524          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1525          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1526          */
1527         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1528         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1529                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1530         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1531                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1532         if (wait)
1533                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1534
1535         /*
1536          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1537          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1538          *
1539          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1540          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1541          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1542          */
1543         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1544                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1545         if (page)
1546                 goto got_pg;
1547
1548         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1549
1550 rebalance:
1551         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1552                         && !in_interrupt()) {
1553                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1554 nofail_alloc:
1555                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1556                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1557                                 zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1558                         if (page)
1559                                 goto got_pg;
1560                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1561                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1562                                 goto nofail_alloc;
1563                         }
1564                 }
1565                 goto nopage;
1566         }
1567
1568         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1569         if (!wait)
1570                 goto nopage;
1571
1572         cond_resched();
1573
1574         /* We now go into synchronous reclaim */
1575         cpuset_memory_pressure_bump();
1576         /*
1577          * The task's cpuset might have expanded its set of allowable nodes
1578          */
1579         cpuset_update_task_memory_state();
1580         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1581         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1582         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1583
1584         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask);
1585
1586         p->reclaim_state = NULL;
1587         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1588
1589         cond_resched();
1590
1591         if (order != 0)
1592                 drain_all_pages();
1593
1594         if (likely(did_some_progress)) {
1595                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1596                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1597                 if (page)
1598                         goto got_pg;
1599         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1600                 if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1601                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1602                         goto restart;
1603                 }
1604
1605                 /*
1606                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1607                  * very high watermark here, this is only to catch
1608                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1609                  * under heavy pressure.
1610                  */
1611                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1612                         order, zonelist, high_zoneidx,
1613                         ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1614                 if (page) {
1615                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1616                         goto got_pg;
1617                 }
1618
1619                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1620                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1621                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1622                         goto nopage;
1623                 }
1624
1625                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1626                 clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1627                 goto restart;
1628         }
1629
1630         /*
1631          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1632          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1633          *
1634          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1635          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1636          * implementations.
1637          *
1638          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1639          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1640          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1641          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1642          * allocation still fails, we stop retrying.
1643          */
1644         pages_reclaimed += did_some_progress;
1645         do_retry = 0;
1646         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1647                 if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1648                         do_retry = 1;
1649                 } else {
1650                         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT &&
1651                                 pages_reclaimed < (1 << order))
1652                                         do_retry = 1;
1653                 }
1654                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1655                         do_retry = 1;
1656         }
1657         if (do_retry) {
1658                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1659                 goto rebalance;
1660         }
1661
1662 nopage:
1663         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1664                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1665                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1666                         p->comm, order, gfp_mask);
1667                 dump_stack();
1668                 show_mem();
1669         }
1670 got_pg:
1671         return page;
1672 }
1673 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_internal);
1674
1675 /*
1676  * Common helper functions.
1677  */
1678 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1679 {
1680         struct page * page;
1681         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1682         if (!page)
1683                 return 0;
1684         return (unsigned long) page_address(page);
1685 }
1686
1687 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1688
1689 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1690 {
1691         struct page * page;
1692
1693         /*
1694          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1695          * a highmem page
1696          */
1697         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1698
1699         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1700         if (page)
1701                 return (unsigned long) page_address(page);
1702         return 0;
1703 }
1704
1705 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1706
1707 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1708 {
1709         int i = pagevec_count(pvec);
1710
1711         while (--i >= 0)
1712                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1713 }
1714
1715 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1716 {
1717         if (put_page_testzero(page)) {
1718                 if (order == 0)
1719                         free_hot_page(page);
1720                 else
1721                         __free_pages_ok(page, order);
1722         }
1723 }
1724
1725 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1726
1727 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1728 {
1729         if (addr != 0) {
1730                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1731                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1732         }
1733 }
1734
1735 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1736
1737 /**
1738  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1739  * @size: the number of bytes to allocate
1740  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1741  *
1742  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1743  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1744  * allocate memory in power-of-two pages.
1745  *
1746  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1747  *
1748  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1749  */
1750 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1751 {
1752         unsigned int order = get_order(size);
1753         unsigned long addr;
1754
1755         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1756         if (addr) {
1757                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1758                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1759
1760                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1761                 while (used < alloc_end) {
1762                         free_page(used);
1763                         used += PAGE_SIZE;
1764                 }
1765         }
1766
1767         return (void *)addr;
1768 }
1769 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1770
1771 /**
1772  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1773  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1774  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1775  *
1776  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1777  */
1778 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1779 {
1780         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1781         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1782
1783         while (addr < end) {
1784                 free_page(addr);
1785                 addr += PAGE_SIZE;
1786         }
1787 }
1788 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1789
1790 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1791 {
1792         struct zoneref *z;
1793         struct zone *zone;
1794
1795         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1796         unsigned int sum = 0;
1797
1798         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1799
1800         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1801                 unsigned long size = zone->present_pages;
1802                 unsigned long high = zone->pages_high;
1803                 if (size > high)
1804                         sum += size - high;
1805         }
1806
1807         return sum;
1808 }
1809
1810 /*
1811  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1812  */
1813 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1814 {
1815         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1816 }
1817 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1818
1819 /*
1820  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1821  */
1822 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1823 {
1824         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1825 }
1826
1827 static inline void show_node(struct zone *zone)
1828 {
1829         if (NUMA_BUILD)
1830                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1831 }
1832
1833 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1834 {
1835         val->totalram = totalram_pages;
1836         val->sharedram = 0;
1837         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1838         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1839         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1840         val->freehigh = nr_free_highpages();
1841         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1842 }
1843
1844 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1845
1846 #ifdef CONFIG_NUMA
1847 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1848 {
1849         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1850
1851         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1852         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1853 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1854         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1855         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1856                         NR_FREE_PAGES);
1857 #else
1858         val->totalhigh = 0;
1859         val->freehigh = 0;
1860 #endif
1861         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1862 }
1863 #endif
1864
1865 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1866
1867 /*
1868  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1869  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1870  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1871  */
1872 void show_free_areas(void)
1873 {
1874         int cpu;
1875         struct zone *zone;
1876
1877         for_each_zone(zone) {
1878                 if (!populated_zone(zone))
1879                         continue;
1880
1881                 show_node(zone);
1882                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1883
1884                 for_each_online_cpu(cpu) {
1885                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1886
1887                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1888
1889                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1890                                cpu, pageset->pcp.high,
1891                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1892                 }
1893         }
1894
1895         printk("Active_anon:%lu active_file:%lu inactive_anon:%lu\n"
1896                 " inactive_file:%lu"
1897 //TODO:  check/adjust line lengths
1898 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1899                 " unevictable:%lu"
1900 #endif
1901                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1902                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1903                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
1904                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
1905                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
1906                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
1907 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1908                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
1909 #endif
1910                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1911                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1912                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1913                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1914                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1915                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1916                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1917                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1918                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1919
1920         for_each_zone(zone) {
1921                 int i;
1922
1923                 if (!populated_zone(zone))
1924                         continue;
1925
1926                 show_node(zone);
1927                 printk("%s"
1928                         " free:%lukB"
1929                         " min:%lukB"
1930                         " low:%lukB"
1931                         " high:%lukB"
1932                         " active_anon:%lukB"
1933                         " inactive_anon:%lukB"
1934                         " active_file:%lukB"
1935                         " inactive_file:%lukB"
1936 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1937                         " unevictable:%lukB"
1938 #endif
1939                         " present:%lukB"
1940                         " pages_scanned:%lu"
1941                         " all_unreclaimable? %s"
1942                         "\n",
1943                         zone->name,
1944                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1945                         K(zone->pages_min),
1946                         K(zone->pages_low),
1947                         K(zone->pages_high),
1948                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
1949                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
1950                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
1951                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
1952 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1953                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
1954 #endif
1955                         K(zone->present_pages),
1956                         zone->pages_scanned,
1957                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1958                         );
1959                 printk("lowmem_reserve[]:");
1960                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1961                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1962                 printk("\n");
1963         }
1964
1965         for_each_zone(zone) {
1966                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1967
1968                 if (!populated_zone(zone))
1969                         continue;
1970
1971                 show_node(zone);
1972                 printk("%s: ", zone->name);
1973
1974                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1975                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1976                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1977                         total += nr[order] << order;
1978                 }
1979                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1980                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1981                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1982                 printk("= %lukB\n", K(total));
1983         }
1984
1985         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
1986
1987         show_swap_cache_info();
1988 }
1989
1990 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
1991 {
1992         zoneref->zone = zone;
1993         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
1994 }
1995
1996 /*
1997  * Builds allocation fallback zone lists.
1998  *
1999  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2000  */
2001 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2002                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2003 {
2004         struct zone *zone;
2005
2006         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2007         zone_type++;
2008
2009         do {
2010                 zone_type--;
2011                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2012                 if (populated_zone(zone)) {
2013                         zoneref_set_zone(zone,
2014                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2015                         check_highest_zone(zone_type);
2016                 }
2017
2018         } while (zone_type);
2019         return nr_zones;
2020 }
2021
2022
2023 /*
2024  *  zonelist_order:
2025  *  0 = automatic detection of better ordering.
2026  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2027  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2028  *
2029  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2030  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2031  */
2032 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2033 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2034 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2035
2036 /* zonelist order in the kernel.
2037  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2038  */
2039 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2040 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2041
2042
2043 #ifdef CONFIG_NUMA
2044 /* The value user specified ....changed by config */
2045 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2046 /* string for sysctl */
2047 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2048 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2049
2050 /*
2051  * interface for configure zonelist ordering.
2052  * command line option "numa_zonelist_order"
2053  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2054  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2055  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2056  */
2057
2058 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2059 {
2060         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2061                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2062         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2063                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2064         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2065                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2066         } else {
2067                 printk(KERN_WARNING
2068                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2069                         "%s\n", s);
2070                 return -EINVAL;
2071         }
2072         return 0;
2073 }
2074
2075 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2076 {
2077         if (s)
2078                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2079         return 0;
2080 }
2081 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2082
2083 /*
2084  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2085  */
2086 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2087                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2088                 loff_t *ppos)
2089 {
2090         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2091         int ret;
2092
2093         if (write)
2094                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2095                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2096         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2097         if (ret)
2098                 return ret;
2099         if (write) {
2100                 int oldval = user_zonelist_order;
2101                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2102                         /*
2103                          * bogus value.  restore saved string
2104                          */
2105                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2106                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2107                         user_zonelist_order = oldval;
2108                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2109                         build_all_zonelists();
2110         }
2111         return 0;
2112 }
2113
2114
2115 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2116 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2117
2118 /**
2119  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2120  * @node: node whose fallback list we're appending
2121  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2122  *
2123  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2124  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2125  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2126  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2127  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2128  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2129  * on them otherwise.
2130  * It returns -1 if no node is found.
2131  */
2132 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2133 {
2134         int n, val;
2135         int min_val = INT_MAX;
2136         int best_node = -1;
2137         node_to_cpumask_ptr(tmp, 0);
2138
2139         /* Use the local node if we haven't already */
2140         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2141                 node_set(node, *used_node_mask);
2142                 return node;
2143         }
2144
2145         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2146
2147                 /* Don't want a node to appear more than once */
2148                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2149                         continue;
2150
2151                 /* Use the distance array to find the distance */
2152                 val = node_distance(node, n);
2153
2154                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2155                 val += (n < node);
2156
2157                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2158                 node_to_cpumask_ptr_next(tmp, n);
2159                 if (!cpus_empty(*tmp))
2160                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2161
2162                 /* Slight preference for less loaded node */
2163                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2164                 val += node_load[n];
2165
2166                 if (val < min_val) {
2167                         min_val = val;
2168                         best_node = n;
2169                 }
2170         }
2171
2172         if (best_node >= 0)
2173                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2174
2175         return best_node;
2176 }
2177
2178
2179 /*
2180  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2181  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2182  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2183  */
2184 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2185 {
2186         int j;
2187         struct zonelist *zonelist;
2188
2189         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2190         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2191                 ;
2192         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2193                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2194         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2195         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2196 }
2197
2198 /*
2199  * Build gfp_thisnode zonelists
2200  */
2201 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2202 {
2203         int j;
2204         struct zonelist *zonelist;
2205
2206         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2207         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2208         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2209         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2210 }
2211
2212 /*
2213  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2214  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2215  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2216  * may still exist in local DMA zone.
2217  */
2218 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2219
2220 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2221 {
2222         int pos, j, node;
2223         int zone_type;          /* needs to be signed */
2224         struct zone *z;
2225         struct zonelist *zonelist;
2226
2227         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2228         pos = 0;
2229         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2230                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2231                         node = node_order[j];
2232                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2233                         if (populated_zone(z)) {
2234                                 zoneref_set_zone(z,
2235                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2236                                 check_highest_zone(zone_type);
2237                         }
2238                 }
2239         }
2240         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2241         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2242 }
2243
2244 static int default_zonelist_order(void)
2245 {
2246         int nid, zone_type;
2247         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2248         struct zone *z;
2249         int average_size;
2250         /*
2251          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2252          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2253          * into OOM very easily.
2254          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2255          */
2256         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2257         low_kmem_size = 0;
2258         total_size = 0;
2259         for_each_online_node(nid) {
2260                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2261                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2262                         if (populated_zone(z)) {
2263                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2264                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2265                                 total_size += z->present_pages;
2266                         }
2267                 }
2268         }
2269         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2270             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2271                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2272         /*
2273          * look into each node's config.
2274          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2275          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2276          */
2277         average_size = total_size /
2278                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2279         for_each_online_node(nid) {
2280                 low_kmem_size = 0;
2281                 total_size = 0;
2282                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2283                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2284                         if (populated_zone(z)) {
2285                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2286                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2287                                 total_size += z->present_pages;
2288                         }
2289                 }
2290                 if (low_kmem_size &&
2291                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2292                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2293                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2294         }
2295         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2296 }
2297
2298 static void set_zonelist_order(void)
2299 {
2300         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2301                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2302         else
2303                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2304 }
2305
2306 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2307 {
2308         int j, node, load;
2309         enum zone_type i;
2310         nodemask_t used_mask;
2311         int local_node, prev_node;
2312         struct zonelist *zonelist;
2313         int order = current_zonelist_order;
2314
2315         /* initialize zonelists */
2316         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2317                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2318                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2319                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2320         }
2321
2322         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2323         local_node = pgdat->node_id;
2324         load = num_online_nodes();
2325         prev_node = local_node;
2326         nodes_clear(used_mask);
2327
2328         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2329         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2330         j = 0;
2331
2332         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2333                 int distance = node_distance(local_node, node);
2334
2335                 /*
2336                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2337                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2338                  */
2339                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2340                         zone_reclaim_mode = 1;
2341
2342                 /*
2343                  * We don't want to pressure a particular node.
2344                  * So adding penalty to the first node in same
2345                  * distance group to make it round-robin.
2346                  */
2347                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2348                         node_load[node] = load;
2349
2350                 prev_node = node;
2351                 load--;
2352                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2353                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2354                 else
2355                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2356         }
2357
2358         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2359                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2360                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2361         }
2362
2363         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2364 }
2365
2366 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2367 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2368 {
2369         struct zonelist *zonelist;
2370         struct zonelist_cache *zlc;
2371         struct zoneref *z;
2372
2373         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2374         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2375         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2376         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2377                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2378 }
2379
2380
2381 #else   /* CONFIG_NUMA */
2382
2383 static void set_zonelist_order(void)
2384 {
2385         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2386 }
2387
2388 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2389 {
2390         int node, local_node;
2391         enum zone_type j;
2392         struct zonelist *zonelist;
2393
2394         local_node = pgdat->node_id;
2395
2396         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2397         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2398
2399         /*
2400          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2401          * of all the other nodes.
2402          * We don't want to pressure a particular node, so when
2403          * building the zones for node N, we make sure that the
2404          * zones coming right after the local ones are those from
2405          * node N+1 (modulo N)
2406          */
2407         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2408                 if (!node_online(node))
2409                         continue;
2410                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2411                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2412         }
2413         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2414                 if (!node_online(node))
2415                         continue;
2416                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2417                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2418         }
2419
2420         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2421         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2422 }
2423
2424 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2425 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2426 {
2427         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2428 }
2429
2430 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2431
2432 /* return values int ....just for stop_machine() */
2433 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2434 {
2435         int nid;
2436
2437         for_each_online_node(nid) {
2438                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2439
2440                 build_zonelists(pgdat);
2441                 build_zonelist_cache(pgdat);
2442         }
2443         return 0;
2444 }
2445
2446 void build_all_zonelists(void)
2447 {
2448         set_zonelist_order();
2449
2450         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2451                 __build_all_zonelists(NULL);
2452                 mminit_verify_zonelist();
2453                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2454         } else {
2455                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2456                    of zonelist */
2457                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2458                 /* cpuset refresh routine should be here */
2459         }
2460         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2461         /*
2462          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2463          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2464          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2465          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2466          * disabled and enable it later
2467          */
2468         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2469                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2470         else
2471                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2472
2473         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2474                 "Total pages: %ld\n",
2475                         num_online_nodes(),
2476                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2477                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2478                         vm_total_pages);
2479 #ifdef CONFIG_NUMA
2480         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2481 #endif
2482 }
2483
2484 /*
2485  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2486  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2487  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2488  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2489  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2490  * conservative, even though it seems large.
2491  *
2492  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2493  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2494  */
2495 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2496
2497 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2498 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2499 {
2500         unsigned long size = 1;
2501
2502         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2503
2504         while (size < pages)
2505                 size <<= 1;
2506
2507         /*
2508          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2509          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2510          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2511          */
2512         size = min(size, 4096UL);
2513
2514         return max(size, 4UL);
2515 }
2516 #else
2517 /*
2518  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2519  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2520  *
2521  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2522  *
2523  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2524  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2525  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2526  *
2527  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2528  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2529  *
2530  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2531  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2532  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2533  */
2534 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2535 {
2536         return 4096UL;
2537 }
2538 #endif
2539
2540 /*
2541  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2542  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2543  * hash function before the remainder is taken.
2544  */
2545 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2546 {
2547         return ffz(~size);
2548 }
2549
2550 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2551
2552 /*
2553  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2554  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2555  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2556  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2557  * blocks as reclaim kicks in
2558  */
2559 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2560 {
2561         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2562         struct page *page;
2563         unsigned long reserve, block_migratetype;
2564
2565         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2566         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2567         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2568         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2569                                                         pageblock_order;
2570
2571         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2572                 if (!pfn_valid(pfn))
2573                         continue;
2574                 page = pfn_to_page(pfn);
2575
2576                 /* Watch out for overlapping nodes */
2577                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2578                         continue;
2579
2580                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2581                 if (PageReserved(page))
2582                         continue;
2583
2584                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2585
2586                 /* If this block is reserved, account for it */
2587                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2588                         reserve--;
2589                         continue;
2590                 }
2591
2592                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2593                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2594                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2595                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2596                         reserve--;
2597                         continue;
2598                 }
2599
2600                 /*
2601                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2602                  * take it back
2603                  */
2604                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2605                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2606                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2607                 }
2608         }
2609 }
2610
2611 /*
2612  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2613  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2614  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2615  */
2616 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2617                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2618 {
2619         struct page *page;
2620         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2621         unsigned long pfn;
2622         struct zone *z;
2623
2624         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
2625                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
2626
2627         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2628         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2629                 /*
2630                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2631                  * handed to this function.  They do not
2632                  * exist on hotplugged memory.
2633                  */
2634                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2635                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2636                                 continue;
2637                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2638                                 continue;
2639                 }
2640                 page = pfn_to_page(pfn);
2641                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2642                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2643                 init_page_count(page);
2644                 reset_page_mapcount(page);
2645                 SetPageReserved(page);
2646                 /*
2647                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2648                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2649                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2650                  * the address space during boot when many long-lived
2651                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2652                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2653                  * setup_zone_migrate_reserve()
2654                  *
2655                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2656                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2657                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2658                  * pfn out of zone.
2659                  */
2660                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2661                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2662                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2663                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2664
2665                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2666 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2667                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2668                 if (!is_highmem_idx(zone))
2669                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2670 #endif
2671         }
2672 }
2673
2674 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2675 {
2676         int order, t;
2677         for_each_migratetype_order(order, t) {
2678                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2679                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2680         }
2681 }
2682
2683 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2684 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2685         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2686 #endif
2687
2688 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2689 {
2690         int batch;
2691
2692         /*
2693          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2694          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2695          *
2696          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2697          */
2698         batch = zone->present_pages / 1024;
2699         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2700                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2701         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2702         if (batch < 1)
2703                 batch = 1;
2704
2705         /*
2706          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2707          * of 2 value was found to be more likely to have
2708          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2709          *
2710          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2711          * batches of pages, one task can end up with a lot
2712          * of pages of one half of the possible page colors
2713          * and the other with pages of the other colors.
2714          */
2715         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2716
2717         return batch;
2718 }
2719
2720 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2721 {
2722         struct per_cpu_pages *pcp;
2723
2724         memset(p, 0, sizeof(*p));
2725
2726         pcp = &p->pcp;
2727         pcp->count = 0;
2728         pcp->high = 6 * batch;
2729         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2730         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2731 }
2732
2733 /*
2734  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2735  * to the value high for the pageset p.
2736  */
2737
2738 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2739                                 unsigned long high)
2740 {
2741         struct per_cpu_pages *pcp;
2742
2743         pcp = &p->pcp;
2744         pcp->high = high;
2745         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2746         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2747                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2748 }
2749
2750
2751 #ifdef CONFIG_NUMA
2752 /*
2753  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2754  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2755  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2756  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2757  * with interrupts disabled.
2758  *
2759  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2760  *
2761  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2762  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2763  * hotplugged processors.
2764  *
2765  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2766  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2767  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2768  */
2769 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2770
2771 /*
2772  * Dynamically allocate memory for the
2773  * per cpu pageset array in struct zone.
2774  */
2775 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2776 {
2777         struct zone *zone, *dzone;
2778         int node = cpu_to_node(cpu);
2779
2780         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2781
2782         for_each_zone(zone) {
2783
2784                 if (!populated_zone(zone))
2785                         continue;
2786
2787                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2788                                          GFP_KERNEL, node);
2789                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2790                         goto bad;
2791
2792                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2793
2794                 if (percpu_pagelist_fraction)
2795                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2796                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2797         }
2798
2799         return 0;
2800 bad:
2801         for_each_zone(dzone) {
2802                 if (!populated_zone(dzone))
2803                         continue;
2804                 if (dzone == zone)
2805                         break;
2806                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2807                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2808         }
2809         return -ENOMEM;
2810 }
2811
2812 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2813 {
2814         struct zone *zone;
2815
2816         for_each_zone(zone) {
2817                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2818
2819                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2820                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2821                         kfree(pset);
2822                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2823         }
2824 }
2825
2826 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2827                 unsigned long action,
2828                 void *hcpu)
2829 {
2830         int cpu = (long)hcpu;
2831         int ret = NOTIFY_OK;
2832
2833         switch (action) {
2834         case CPU_UP_PREPARE:
2835         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2836                 if (process_zones(cpu))
2837                         ret = NOTIFY_BAD;
2838                 break;
2839         case CPU_UP_CANCELED:
2840         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2841         case CPU_DEAD:
2842         case CPU_DEAD_FROZEN:
2843                 free_zone_pagesets(cpu);
2844                 break;
2845         default:
2846                 break;
2847         }
2848         return ret;
2849 }
2850
2851 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2852         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2853
2854 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2855 {
2856         int err;
2857
2858         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2859          * A cpuup callback will do this for every cpu
2860          * as it comes online
2861          */
2862         err = process_zones(smp_processor_id());
2863         BUG_ON(err);
2864         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2865 }
2866
2867 #endif
2868
2869 static noinline __init_refok
2870 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2871 {
2872         int i;
2873         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2874         size_t alloc_size;
2875
2876         /*
2877          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2878          * per zone.
2879          */
2880         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2881                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2882         zone->wait_table_bits =
2883                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2884         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2885                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2886
2887         if (!slab_is_available()) {
2888                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2889                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2890         } else {
2891                 /*
2892                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2893                  * via memory hot-add.
2894                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2895                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2896                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2897                  * node itself as well.
2898                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2899                  * necessary.
2900                  */
2901                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2902         }
2903         if (!zone->wait_table)
2904                 return -ENOMEM;
2905
2906         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2907                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2908
2909         return 0;
2910 }
2911
2912 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2913 {
2914         int cpu;
2915         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2916
2917         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2918 #ifdef CONFIG_NUMA
2919                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2920                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2921                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2922 #else
2923                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2924 #endif
2925         }
2926         if (zone->present_pages)
2927                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2928                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2929 }
2930
2931 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2932                                         unsigned long zone_start_pfn,
2933                                         unsigned long size,
2934                                         enum memmap_context context)
2935 {
2936         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2937         int ret;
2938         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2939         if (ret)
2940                 return ret;
2941         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2942
2943         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2944
2945         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
2946                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
2947                         pgdat->node_id,
2948                         (unsigned long)zone_idx(zone),
2949                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
2950
2951         zone_init_free_lists(zone);
2952
2953         return 0;
2954 }
2955
2956 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2957 /*
2958  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2959  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2960  */
2961 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2962 {
2963         int i;
2964
2965         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2966                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2967                         return i;
2968
2969         return -1;
2970 }
2971
2972 /*
2973  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2974  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
2975  */
2976 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2977 {
2978         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2979                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2980                         return index;
2981
2982         return -1;
2983 }
2984
2985 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2986 /*
2987  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2988  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2989  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2990  * alternative
2991  */
2992 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2993 {
2994         int i;
2995
2996         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2997                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2998                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2999
3000                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3001                         return early_node_map[i].nid;
3002         }
3003
3004         return 0;
3005 }
3006 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3007
3008 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3009 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3010         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3011                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3012
3013 /**
3014  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3015  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3016  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3017  *
3018  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3019  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3020  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3021  */
3022 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3023                                                 unsigned long max_low_pfn)
3024 {
3025         int i;
3026
3027         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3028                 unsigned long size_pages = 0;
3029                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3030
3031                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3032                         continue;
3033
3034                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3035                         end_pfn = max_low_pfn;
3036
3037                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3038                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3039                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3040                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3041         }
3042 }
3043
3044 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3045 {
3046         int i;
3047         int ret;
3048
3049         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3050                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3051                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3052                 if (ret)
3053                         break;
3054         }
3055 }
3056 /**
3057  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3058  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3059  *
3060  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3061  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3062  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3063  */
3064 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3065 {
3066         int i;
3067
3068         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3069                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3070                                 early_node_map[i].start_pfn,
3071                                 early_node_map[i].end_pfn);
3072 }
3073
3074 /**
3075  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
3076  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
3077  * @start_pfn: The start pfn of the node
3078  * @end_pfn: The end pfn of the node
3079  *
3080  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
3081  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
3082  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
3083  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
3084  * be used later.
3085  */
3086 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3087 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3088                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3089 {
3090         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3091                         "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
3092                         nid, start_pfn, end_pfn);
3093
3094         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
3095         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3096                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
3097
3098         /* Update the boundaries */
3099         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
3100                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
3101         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
3102                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
3103 }
3104
3105 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
3106 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3107                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3108 {
3109         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3110                         "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
3111                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
3112
3113         /* Return if boundary information has not been provided */
3114         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3115                 return;
3116
3117         /* Check the boundaries and update if necessary */
3118         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
3119                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
3120         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
3121                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
3122 }
3123 #else
3124 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3125                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
3126
3127 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3128                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
3129 #endif
3130
3131
3132 /**
3133  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3134  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3135  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3136  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3137  *
3138  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3139  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3140  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3141  * PFNs will be 0.
3142  */
3143 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3144                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3145 {
3146         int i;
3147         *start_pfn = -1UL;
3148         *end_pfn = 0;
3149
3150         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3151                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3152                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3153         }
3154
3155         if (*start_pfn == -1UL)
3156                 *start_pfn = 0;
3157
3158         /* Push the node boundaries out if requested */
3159         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3160 }
3161
3162 /*
3163  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3164  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3165  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3166  */
3167 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3168 {
3169         int zone_index;
3170         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3171                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3172                         continue;
3173
3174                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3175                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3176                         break;
3177         }
3178
3179         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3180         movable_zone = zone_index;
3181 }
3182
3183 /*
3184  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3185  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3186  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3187  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3188  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3189  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3190  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3191  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3192  */
3193 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3194                                         unsigned long zone_type,
3195                                         unsigned long node_start_pfn,
3196                                         unsigned long node_end_pfn,
3197                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3198                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3199 {
3200         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3201         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3202                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3203                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3204                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3205                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3206                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3207
3208                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3209                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3210                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3211                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3212
3213                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3214                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3215                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3216         }
3217 }
3218
3219 /*
3220  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3221  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3222  */
3223 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3224                                         unsigned long zone_type,
3225                                         unsigned long *ignored)
3226 {
3227         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3228         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3229
3230         /* Get the start and end of the node and zone */
3231         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3232         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3233         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3234         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3235                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3236                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3237
3238         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3239         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3240                 return 0;
3241
3242         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3243         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3244         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3245
3246         /* Return the spanned pages */
3247         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3248 }
3249
3250 /*
3251  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3252  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3253  */
3254 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3255                                 unsigned long range_start_pfn,
3256                                 unsigned long range_end_pfn)
3257 {
3258         int i = 0;
3259         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3260         unsigned long start_pfn;
3261
3262         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3263         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3264         if (i == -1)
3265                 return 0;
3266
3267         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3268
3269         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3270         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3271                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3272
3273         /* Find all holes for the zone within the node */
3274         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3275
3276                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3277                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3278                         break;
3279
3280                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3281                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3282                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3283
3284                 /* Update the hole size cound and move on */
3285                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3286                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3287                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3288                 }
3289                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3290         }
3291
3292         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3293         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3294                 hole_pages += range_end_pfn -
3295                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3296
3297         return hole_pages;
3298 }
3299
3300 /**
3301  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3302  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3303  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3304  *
3305  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3306  */
3307 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3308                                                         unsigned long end_pfn)
3309 {
3310         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3311 }
3312
3313 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3314 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3315                                         unsigned long zone_type,
3316                                         unsigned long *ignored)
3317 {
3318         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3319         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3320
3321         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3322         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3323                                                         node_start_pfn);
3324         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3325                                                         node_end_pfn);
3326
3327         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3328                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3329                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3330         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3331 }
3332
3333 #else
3334 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3335                                         unsigned long zone_type,
3336                                         unsigned long *zones_size)
3337 {
3338         return zones_size[zone_type];
3339 }
3340
3341 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3342                                                 unsigned long zone_type,
3343                                                 unsigned long *zholes_size)
3344 {
3345         if (!zholes_size)
3346                 return 0;
3347
3348         return zholes_size[zone_type];
3349 }
3350
3351 #endif
3352
3353 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3354                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3355 {
3356         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3357         enum zone_type i;
3358
3359         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3360                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3361                                                                 zones_size);
3362         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3363
3364         realtotalpages = totalpages;
3365         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3366                 realtotalpages -=
3367                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3368                                                                 zholes_size);
3369         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3370         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3371                                                         realtotalpages);
3372 }
3373
3374 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3375 /*
3376  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3377  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3378  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3379  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3380  * bytes.
3381  */
3382 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3383 {
3384         unsigned long usemapsize;
3385
3386         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3387         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3388         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3389         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3390
3391         return usemapsize / 8;
3392 }
3393
3394 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3395                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3396 {
3397         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3398         zone->pageblock_flags = NULL;
3399         if (usemapsize)
3400                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3401 }
3402 #else
3403 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3404                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3405 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3406
3407 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3408
3409 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3410 static inline int pageblock_default_order(void)
3411 {
3412         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3413                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3414
3415         return MAX_ORDER-1;
3416 }
3417
3418 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3419 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3420 {
3421         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3422         if (pageblock_order)
3423                 return;
3424
3425         /*
3426          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3427          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3428          */
3429         pageblock_order = order;
3430 }
3431 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3432
3433 /*
3434  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3435  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3436  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3437  * pageblock_order based on the kernel config
3438  */
3439 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3440 {
3441         return MAX_ORDER-1;
3442 }
3443 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3444
3445 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3446
3447 /*
3448  * Set up the zone data structures:
3449  *   - mark all pages reserved
3450  *   - mark all memory queues empty
3451  *   - clear the memory bitmaps
3452  */
3453 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3454                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3455 {
3456         enum zone_type j;
3457         int nid = pgdat->node_id;
3458         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3459         int ret;
3460
3461         pgdat_resize_init(pgdat);
3462         pgdat->nr_zones = 0;
3463         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3464         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3465         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3466         
3467         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3468                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3469                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3470                 enum lru_list l;
3471
3472                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3473                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3474                                                                 zholes_size);
3475
3476                 /*
3477                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3478                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3479                  * and per-cpu initialisations
3480                  */
3481                 memmap_pages =
3482                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3483                 if (realsize >= memmap_pages) {
3484                         realsize -= memmap_pages;
3485                         if (memmap_pages)
3486                                 printk(KERN_DEBUG
3487                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3488                                        zone_names[j], memmap_pages);
3489                 } else
3490                         printk(KERN_WARNING
3491                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3492                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3493
3494                 /* Account for reserved pages */
3495                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3496                         realsize -= dma_reserve;
3497                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3498                                         zone_names[0], dma_reserve);
3499                 }
3500
3501                 if (!is_highmem_idx(j))
3502                         nr_kernel_pages += realsize;
3503                 nr_all_pages += realsize;
3504
3505                 zone->spanned_pages = size;
3506                 zone->present_pages = realsize;
3507 #ifdef CONFIG_NUMA
3508                 zone->node = nid;
3509                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3510                                                 / 100;
3511                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3512 #endif
3513                 zone->name = zone_names[j];
3514                 spin_lock_init(&zone->lock);
3515                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3516                 zone_seqlock_init(zone);
3517                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3518
3519                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3520
3521                 zone_pcp_init(zone);
3522                 for_each_lru(l) {
3523                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3524                         zone->lru[l].nr_scan = 0;
3525                 }
3526                 zone->recent_rotated[0] = 0;
3527                 zone->recent_rotated[1] = 0;
3528                 zone->recent_scanned[0] = 0;
3529                 zone->recent_scanned[1] = 0;
3530                 zap_zone_vm_stats(zone);
3531                 zone->flags = 0;
3532                 if (!size)
3533                         continue;
3534
3535                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3536                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3537                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3538                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3539                 BUG_ON(ret);
3540                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3541                 zone_start_pfn += size;
3542         }
3543 }
3544
3545 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3546 {
3547         /* Skip empty nodes */
3548         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3549                 return;
3550
3551 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3552         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3553         if (!pgdat->node_mem_map) {
3554                 unsigned long size, start, end;
3555                 struct page *map;
3556
3557                 /*
3558                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3559                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3560                  * for the buddy allocator to function correctly.
3561                  */
3562                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3563                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3564                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3565                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3566                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3567                 if (!map)
3568                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3569                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3570         }
3571 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3572         /*
3573          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3574          */
3575         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3576                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3577 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3578                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3579                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3580 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3581         }
3582 #endif
3583 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3584 }
3585
3586 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3587                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3588 {
3589         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3590
3591         pgdat->node_id = nid;
3592         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3593         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3594
3595         alloc_node_mem_map(pgdat);
3596 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3597         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3598                 nid, (unsigned long)pgdat,
3599                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3600 #endif
3601
3602         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3603 }
3604
3605 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3606
3607 #if MAX_NUMNODES > 1
3608 /*
3609  * Figure out the number of possible node ids.
3610  */
3611 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3612 {
3613         unsigned int node;
3614         unsigned int highest = 0;
3615
3616         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3617                 highest = node;
3618         nr_node_ids = highest + 1;
3619 }
3620 #else
3621 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3622 {
3623 }
3624 #endif
3625
3626 /**
3627  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3628  * @nid: The node ID the range resides on
3629  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3630  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3631  *
3632  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3633  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3634  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3635  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3636  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3637  */
3638 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3639                                                 unsigned long end_pfn)
3640 {
3641         int i;
3642
3643         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3644                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3645                         "%d entries of %d used\n",
3646                         nid, start_pfn, end_pfn,
3647                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3648
3649         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3650
3651         /* Merge with existing active regions if possible */
3652         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3653                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3654                         continue;
3655
3656                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3657                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3658                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3659                         return;
3660
3661                 /* Merge forward if suitable */
3662                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3663                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3664                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3665                         return;
3666                 }
3667
3668                 /* Merge backward if suitable */
3669                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3670                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3671                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3672                         return;
3673                 }
3674         }
3675
3676         /* Check that early_node_map is large enough */
3677         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3678                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3679                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3680                 return;
3681         }
3682
3683         early_node_map[i].nid = nid;
3684         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3685         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3686         nr_nodemap_entries = i + 1;
3687 }
3688
3689 /**
3690  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3691  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3692  * @start_pfn: The new PFN of the range
3693  * @end_pfn: The new PFN of the range
3694  *
3695  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3696  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3697  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3698  * range.
3699  */
3700 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3701                                 unsigned long end_pfn)
3702 {
3703         int i, j;
3704         int removed = 0;
3705
3706         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3707                           nid, start_pfn, end_pfn);
3708
3709         /* Find the old active region end and shrink */
3710         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3711                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3712                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3713                         /* clear it */
3714                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3715                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3716                         removed = 1;
3717                         continue;
3718                 }
3719                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3720                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3721                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3722                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3723                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3724                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3725                         continue;
3726                 }
3727                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3728                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3729                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3730                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3731                         continue;
3732                 }
3733         }
3734
3735         if (!removed)
3736                 return;
3737
3738         /* remove the blank ones */
3739         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3740                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3741                         continue;
3742                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3743                         continue;
3744                 /* we found it, get rid of it */
3745                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3746                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3747                                 sizeof(early_node_map[j]));
3748                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3749                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3750                 nr_nodemap_entries--;
3751         }
3752 }
3753
3754 /**
3755  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3756  *
3757  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3758  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3759  * all currently registered regions.
3760  */
3761 void __init remove_all_active_ranges(void)
3762 {
3763         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3764         nr_nodemap_entries = 0;
3765 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3766         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3767         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3768 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3769 }
3770
3771 /* Compare two active node_active_regions */
3772 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3773 {
3774         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3775         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3776
3777         /* Done this way to avoid overflows */
3778         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3779                 return 1;
3780         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3781                 return -1;
3782
3783         return 0;
3784 }
3785
3786 /* sort the node_map by start_pfn */
3787 static void __init sort_node_map(void)
3788 {
3789         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3790                         sizeof(struct node_active_region),
3791                         cmp_node_active_region, NULL);
3792 }
3793
3794 /* Find the lowest pfn for a node */
3795 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3796 {
3797         int i;
3798         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3799
3800         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3801         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3802                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3803
3804         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3805                 printk(KERN_WARNING
3806                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3807                 return 0;
3808         }
3809
3810         return min_pfn;
3811 }
3812
3813 /**
3814  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3815  *
3816  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3817  * add_active_range().
3818  */
3819 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3820 {
3821         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3822 }
3823
3824 /*
3825  * early_calculate_totalpages()
3826  * Sum pages in active regions for movable zone.
3827  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3828  */
3829 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3830 {
3831         int i;
3832         unsigned long totalpages = 0;
3833
3834         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3835                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3836                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3837                 totalpages += pages;
3838                 if (pages)
3839                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3840         }
3841         return totalpages;
3842 }
3843
3844 /*
3845  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3846  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3847  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3848  * others
3849  */
3850 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3851 {
3852         int i, nid;
3853         unsigned long usable_startpfn;
3854         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3855         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3856         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3857
3858         /*
3859          * If movablecore was specified, calculate what size of
3860          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3861          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3862          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3863          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3864          * what movablecore would have allowed.
3865          */
3866         if (required_movablecore) {
3867                 unsigned long corepages;
3868
3869                 /*
3870                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3871                  * was requested by the user
3872                  */
3873                 required_movablecore =
3874                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3875                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3876
3877                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3878         }
3879
3880         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3881         if (!required_kernelcore)
3882                 return;
3883
3884         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3885         find_usable_zone_for_movable();
3886         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3887
3888 restart:
3889         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3890         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3891         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3892                 /*
3893                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3894                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3895                  * amount of memory for the kernel
3896                  */
3897                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3898                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3899
3900                 /*
3901                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3902                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3903                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3904                  */
3905                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3906
3907                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3908                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3909                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3910                         unsigned long size_pages;
3911
3912                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3913                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3914                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3915                         if (start_pfn >= end_pfn)
3916                                 continue;
3917
3918                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3919                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3920                                 unsigned long kernel_pages;
3921                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3922                                                                 - start_pfn;
3923
3924                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3925                                                         kernelcore_remaining);
3926                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3927                                                         required_kernelcore);
3928
3929                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3930                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3931
3932                                         /*
3933                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3934                                          * that if we have to rebalance
3935                                          * kernelcore across nodes, we will
3936                                          * not double account here
3937                                          */
3938                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3939                                         continue;
3940                                 }
3941                                 start_pfn = usable_startpfn;
3942                         }
3943
3944                         /*
3945                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3946                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3947                          * number of pages used as kernelcore
3948                          */
3949                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3950                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3951                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3952                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3953
3954                         /*
3955                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3956                          * break if the kernelcore for this node has been
3957                          * satisified
3958                          */
3959                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3960                                                                 size_pages);
3961                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3962                         if (!kernelcore_remaining)
3963                                 break;
3964                 }
3965         }
3966
3967         /*
3968          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3969          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3970          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3971          * satisified
3972          */
3973         usable_nodes--;
3974         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
3975                 goto restart;
3976
3977         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
3978         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
3979                 zone_movable_pfn[nid] =
3980                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
3981 }
3982
3983 /* Any regular memory on that node ? */
3984 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
3985 {
3986 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
3987         enum zone_type zone_type;
3988
3989         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
3990                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
3991                 if (zone->present_pages)
3992                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
3993         }
3994 #endif
3995 }
3996
3997 /**
3998  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3999  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4000  *
4001  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4002  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4003  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4004  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4005  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4006  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4007  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4008  * at arch_max_dma_pfn.
4009  */
4010 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4011 {
4012         unsigned long nid;
4013         int i;
4014
4015         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4016         sort_node_map();
4017
4018         /* Record where the zone boundaries are */
4019         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4020                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4021         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4022                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4023         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4024         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4025         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4026                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4027                         continue;
4028                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4029                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4030                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4031                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4032         }
4033         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4034         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4035
4036         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4037         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4038         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4039
4040         /* Print out the zone ranges */
4041         printk("Zone PFN ranges:\n");
4042         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4043                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4044                         continue;
4045                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4046                                 zone_names[i],
4047                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4048                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4049         }
4050
4051         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4052         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4053         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4054                 if (zone_movable_pfn[i])
4055                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4056         }
4057
4058         /* Print out the early_node_map[] */
4059         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4060         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4061                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4062                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4063                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4064
4065         /* Initialise every node */
4066         mminit_verify_pageflags_layout();
4067         setup_nr_node_ids();
4068         for_each_online_node(nid) {
4069                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4070                 free_area_init_node(nid, NULL,
4071                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4072
4073                 /* Any memory on that node */
4074                 if (pgdat->node_present_pages)
4075                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4076                 check_for_regular_memory(pgdat);
4077         }
4078 }
4079
4080 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4081 {
4082         unsigned long long coremem;
4083         if (!p)
4084                 return -EINVAL;
4085
4086         coremem = memparse(p, &p);
4087         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4088
4089         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4090         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4091
4092         return 0;
4093 }
4094
4095 /*
4096  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4097  * cannot be reclaimed or migrated.
4098  */
4099 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4100 {
4101         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4102 }
4103
4104 /*
4105  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4106  * can be reclaimed or migrated.
4107  */
4108 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4109 {
4110         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4111 }
4112
4113 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4114 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4115
4116 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4117
4118 /**
4119  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4120  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4121  *
4122  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4123  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4124  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4125  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4126  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4127  * smaller per-cpu batchsize.
4128  */
4129 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4130 {
4131         dma_reserve = new_dma_reserve;
4132 }
4133
4134 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4135 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4136 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4137 #endif
4138
4139 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4140 {
4141         free_area_init_node(0, zones_size,
4142                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4143 }
4144
4145 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4146                                  unsigned long action, void *hcpu)
4147 {
4148         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4149
4150         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4151                 drain_pages(cpu);
4152
4153                 /*
4154                  * Spill the event counters of the dead processor
4155                  * into the current processors event counters.
4156                  * This artificially elevates the count of the current
4157                  * processor.
4158                  */
4159                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4160
4161                 /*
4162                  * Zero the differential counters of the dead processor
4163                  * so that the vm statistics are consistent.
4164                  *
4165                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4166                  * race with what we are doing.
4167                  */
4168                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4169         }
4170         return NOTIFY_OK;
4171 }
4172
4173 void __init page_alloc_init(void)
4174 {
4175         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4176 }
4177
4178 /*
4179  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4180  *      or min_free_kbytes changes.
4181  */
4182 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4183 {
4184         struct pglist_data *pgdat;
4185         unsigned long reserve_pages = 0;
4186         enum zone_type i, j;
4187
4188         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4189                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4190                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4191                         unsigned long max = 0;
4192
4193                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4194                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4195                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4196                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4197                         }
4198
4199                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4200                         max += zone->pages_high;
4201
4202                         if (max > zone->present_pages)
4203                                 max = zone->present_pages;
4204                         reserve_pages += max;
4205                 }
4206         }
4207         totalreserve_pages = reserve_pages;
4208 }
4209
4210 /*
4211  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4212  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4213  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4214  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4215  */
4216 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4217 {
4218         struct pglist_data *pgdat;
4219         enum zone_type j, idx;
4220
4221         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4222                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4223                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4224                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4225
4226                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4227
4228                         idx = j;
4229                         while (idx) {
4230                                 struct zone *lower_zone;
4231
4232                                 idx--;
4233
4234                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4235                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4236
4237                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4238                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4239                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4240                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4241                         }
4242                 }
4243         }
4244
4245         /* update totalreserve_pages */
4246         calculate_totalreserve_pages();
4247 }
4248
4249 /**
4250  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4251  *
4252  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4253  * with respect to min_free_kbytes.
4254  */
4255 void setup_per_zone_pages_min(void)
4256 {
4257         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4258         unsigned long lowmem_pages = 0;
4259         struct zone *zone;
4260         unsigned long flags;
4261
4262         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4263         for_each_zone(zone) {
4264                 if (!is_highmem(zone))
4265                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4266         }
4267
4268         for_each_zone(zone) {
4269                 u64 tmp;
4270
4271                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4272                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4273                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4274                 if (is_highmem(zone)) {
4275                         /*
4276                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4277                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4278                          * value here.
4279                          *
4280                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4281                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4282                          * not be capped for highmem.
4283                          */
4284                         int min_pages;
4285
4286                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4287                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4288                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4289                         if (min_pages > 128)
4290                                 min_pages = 128;
4291                         zone->pages_min = min_pages;
4292                 } else {
4293                         /*
4294                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4295                          * proportionate to the zone's size.
4296                          */
4297                         zone->pages_min = tmp;
4298                 }
4299
4300                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4301                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4302                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4303                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4304         }
4305
4306         /* update totalreserve_pages */
4307         calculate_totalreserve_pages();
4308 }
4309
4310 /**
4311  * setup_per_zone_inactive_ratio - called when min_free_kbytes changes.
4312  *
4313  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4314  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4315  * to be referenced again before it is swapped out.
4316  *
4317  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4318  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4319  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4320  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4321  *
4322  * total     target    max
4323  * memory    ratio     inactive anon
4324  * -------------------------------------
4325  *   10MB       1         5MB
4326  *  100MB       1        50MB
4327  *    1GB       3       250MB
4328  *   10GB      10       0.9GB
4329  *  100GB      31         3GB
4330  *    1TB     101        10GB
4331  *   10TB     320        32GB
4332  */
4333 static void setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4334 {
4335         struct zone *zone;
4336
4337         for_each_zone(zone) {
4338                 unsigned int gb, ratio;
4339
4340                 /* Zone size in gigabytes */
4341                 gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4342                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4343                 if (!ratio)
4344                         ratio = 1;
4345
4346                 zone->inactive_ratio = ratio;
4347         }
4348 }
4349
4350 /*
4351  * Initialise min_free_kbytes.
4352  *
4353  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4354  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4355  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4356  *
4357  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4358  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4359  *
4360  * which yields
4361  *
4362  * 16MB:        512k
4363  * 32MB:        724k
4364  * 64MB:        1024k
4365  * 128MB:       1448k
4366  * 256MB:       2048k
4367  * 512MB:       2896k
4368  * 1024MB:      4096k
4369  * 2048MB:      5792k
4370  * 4096MB:      8192k
4371  * 8192MB:      11584k
4372  * 16384MB:     16384k
4373  */
4374 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4375 {
4376         unsigned long lowmem_kbytes;
4377
4378         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4379
4380         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4381         if (min_free_kbytes < 128)
4382                 min_free_kbytes = 128;
4383         if (min_free_kbytes > 65536)
4384                 min_free_kbytes = 65536;
4385         setup_per_zone_pages_min();
4386         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4387         setup_per_zone_inactive_ratio();
4388         return 0;
4389 }
4390 module_init(init_per_zone_pages_min)
4391
4392 /*
4393  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4394  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4395  *      changes.
4396  */
4397 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4398         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4399 {
4400         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4401         if (write)
4402                 setup_per_zone_pages_min();
4403         return 0;
4404 }
4405
4406 #ifdef CONFIG_NUMA
4407 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4408         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4409 {
4410         struct zone *zone;
4411         int rc;
4412
4413         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4414         if (rc)
4415                 return rc;
4416
4417         for_each_zone(zone)
4418                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4419                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4420         return 0;
4421 }
4422
4423 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4424         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4425 {
4426         struct zone *zone;
4427         int rc;
4428
4429         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4430         if (rc)
4431                 return rc;
4432
4433         for_each_zone(zone)
4434                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4435                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4436         return 0;
4437 }
4438 #endif
4439
4440 /*
4441  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4442  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4443  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4444  *
4445  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4446  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4447  * if in function of the boot time zone sizes.
4448  */
4449 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4450         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4451 {
4452         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4453         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4454         return 0;
4455 }
4456
4457 /*
4458  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4459  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4460  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4461  */
4462
4463 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4464         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4465 {
4466         struct zone *zone;
4467         unsigned int cpu;
4468         int ret;
4469
4470         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4471         if (!write || (ret == -EINVAL))
4472                 return ret;
4473         for_each_zone(zone) {
4474                 for_each_online_cpu(cpu) {
4475                         unsigned long  high;
4476                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4477                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4478                 }
4479         }
4480         return 0;
4481 }
4482
4483 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4484
4485 #ifdef CONFIG_NUMA
4486 static int __init set_hashdist(char *str)
4487 {
4488         if (!str)
4489                 return 0;
4490         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4491         return 1;
4492 }
4493 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4494 #endif
4495
4496 /*
4497  * allocate a large system hash table from bootmem
4498  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4499  *   quantity of entries
4500  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4501  */
4502 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4503                                      unsigned long bucketsize,
4504                                      unsigned long numentries,
4505                                      int scale,
4506                                      int flags,
4507                                      unsigned int *_hash_shift,
4508                                      unsigned int *_hash_mask,
4509                                      unsigned long limit)
4510 {
4511         unsigned long long max = limit;
4512         unsigned long log2qty, size;
4513         void *table = NULL;
4514
4515         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4516         if (!numentries) {
4517                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4518                 numentries = nr_kernel_pages;
4519                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4520                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4521                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4522
4523                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4524                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4525                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4526                 else
4527                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4528
4529                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4530                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4531                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4532         }
4533         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4534
4535         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4536         if (max == 0) {
4537                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4538                 do_div(max, bucketsize);
4539         }
4540
4541         if (numentries > max)
4542                 numentries = max;
4543
4544         log2qty = ilog2(numentries);
4545
4546         do {
4547                 size = bucketsize << log2qty;
4548                 if (flags & HASH_EARLY)
4549                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4550                 else if (hashdist)
4551                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4552                 else {
4553                         unsigned long order = get_order(size);
4554                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
4555                         /*
4556                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4557                          * some pages at the end of hash table.
4558                          */
4559                         if (table) {
4560                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4561                                                 (PAGE_SIZE << order);
4562                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4563                                                 PAGE_ALIGN(size);
4564                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4565                                 while (used < alloc_end) {
4566                                         free_page(used);
4567                                         used += PAGE_SIZE;
4568                                 }
4569                         }
4570                 }
4571         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4572
4573         if (!table)
4574                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4575
4576         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4577                tablename,
4578                (1U << log2qty),
4579                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4580                size);
4581
4582         if (_hash_shift)
4583                 *_hash_shift = log2qty;
4584         if (_hash_mask)
4585                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4586
4587         return table;
4588 }
4589
4590 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4591 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4592                                                         unsigned long pfn)
4593 {
4594 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4595         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4596 #else
4597         return zone->pageblock_flags;
4598 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4599 }
4600
4601 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4602 {
4603 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4604         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4605         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4606 #else
4607         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4608         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4609 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4610 }
4611
4612 /**
4613  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4614  * @page: The page within the block of interest
4615  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4616  * @end_bitidx: The last bit of interest
4617  * returns pageblock_bits flags
4618  */
4619 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4620                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4621 {
4622         struct zone *zone;
4623         unsigned long *bitmap;
4624         unsigned long pfn, bitidx;
4625         unsigned long flags = 0;
4626         unsigned long value = 1;
4627
4628         zone = page_zone(page);
4629         pfn = page_to_pfn(page);
4630         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4631         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4632
4633         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4634                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4635                         flags |= value;
4636
4637         return flags;
4638 }
4639
4640 /**
4641  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4642  * @page: The page within the block of interest
4643  * @start_bitidx: The first bit of interest
4644  * @end_bitidx: The last bit of interest
4645  * @flags: The flags to set
4646  */
4647 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4648                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4649 {
4650         struct zone *zone;
4651         unsigned long *bitmap;
4652         unsigned long pfn, bitidx;
4653         unsigned long value = 1;
4654
4655         zone = page_zone(page);
4656         pfn = page_to_pfn(page);
4657         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4658         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4659         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4660         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4661
4662         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4663                 if (flags & value)
4664                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4665                 else
4666                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4667 }
4668
4669 /*
4670  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4671  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4672  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4673  */
4674
4675 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4676 {
4677         struct zone *zone;
4678         unsigned long flags;
4679         int ret = -EBUSY;
4680
4681         zone = page_zone(page);
4682         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4683         /*
4684          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4685          */
4686         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4687                 goto out;
4688         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4689         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4690         ret = 0;
4691 out:
4692         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4693         if (!ret)
4694                 drain_all_pages();
4695         return ret;
4696 }
4697
4698 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4699 {
4700         struct zone *zone;
4701         unsigned long flags;
4702         zone = page_zone(page);
4703         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4704         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4705                 goto out;
4706         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4707         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4708 out:
4709         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4710 }
4711
4712 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4713 /*
4714  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4715  */
4716 void
4717 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4718 {
4719         struct page *page;
4720         struct zone *zone;
4721         int order, i;
4722         unsigned long pfn;
4723         unsigned long flags;
4724         /* find the first valid pfn */
4725         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4726                 if (pfn_valid(pfn))
4727                         break;
4728         if (pfn == end_pfn)
4729                 return;
4730         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4731         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4732         pfn = start_pfn;
4733         while (pfn < end_pfn) {
4734                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4735                         pfn++;
4736                         continue;
4737                 }
4738                 page = pfn_to_page(pfn);
4739                 BUG_ON(page_count(page));
4740                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4741                 order = page_order(page);
4742 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4743                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4744                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4745 #endif
4746                 list_del(&page->lru);
4747                 rmv_page_order(page);
4748                 zone->free_area[order].nr_free--;
4749                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4750                                       - (1UL << order));
4751                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4752                         SetPageReserved((page+i));
4753                 pfn += (1 << order);
4754         }
4755         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4756 }
4757 #endif