media: video: tegra: sh532u: fix out-of-bounds read
[linux-2.6.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/memblock.h>
25 #include <linux/compiler.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/kmemcheck.h>
28 #include <linux/module.h>
29 #include <linux/suspend.h>
30 #include <linux/pagevec.h>
31 #include <linux/blkdev.h>
32 #include <linux/slab.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/oom.h>
35 #include <linux/notifier.h>
36 #include <linux/topology.h>
37 #include <linux/sysctl.h>
38 #include <linux/cpu.h>
39 #include <linux/cpuset.h>
40 #include <linux/memory_hotplug.h>
41 #include <linux/nodemask.h>
42 #include <linux/vmalloc.h>
43 #include <linux/vmstat.h>
44 #include <linux/mempolicy.h>
45 #include <linux/stop_machine.h>
46 #include <linux/sort.h>
47 #include <linux/pfn.h>
48 #include <linux/backing-dev.h>
49 #include <linux/fault-inject.h>
50 #include <linux/page-isolation.h>
51 #include <linux/page_cgroup.h>
52 #include <linux/debugobjects.h>
53 #include <linux/kmemleak.h>
54 #include <linux/memory.h>
55 #include <linux/compaction.h>
56 #include <trace/events/kmem.h>
57 #include <linux/ftrace_event.h>
58 #include <linux/memcontrol.h>
59 #include <linux/prefetch.h>
60
61 #include <asm/tlbflush.h>
62 #include <asm/div64.h>
63 #include "internal.h"
64
65 #ifdef CONFIG_USE_PERCPU_NUMA_NODE_ID
66 DEFINE_PER_CPU(int, numa_node);
67 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(numa_node);
68 #endif
69
70 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
71 /*
72  * N.B., Do NOT reference the '_numa_mem_' per cpu variable directly.
73  * It will not be defined when CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES is not defined.
74  * Use the accessor functions set_numa_mem(), numa_mem_id() and cpu_to_mem()
75  * defined in <linux/topology.h>.
76  */
77 DEFINE_PER_CPU(int, _numa_mem_);                /* Kernel "local memory" node */
78 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(_numa_mem_);
79 #endif
80
81 /*
82  * Array of node states.
83  */
84 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
85         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
86         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
87 #ifndef CONFIG_NUMA
88         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
89 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
90         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
91 #endif
92         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
93 #endif  /* NUMA */
94 };
95 EXPORT_SYMBOL(node_states);
96
97 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
98 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
99 int percpu_pagelist_fraction;
100 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
101
102 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
103 /*
104  * The following functions are used by the suspend/hibernate code to temporarily
105  * change gfp_allowed_mask in order to avoid using I/O during memory allocations
106  * while devices are suspended.  To avoid races with the suspend/hibernate code,
107  * they should always be called with pm_mutex held (gfp_allowed_mask also should
108  * only be modified with pm_mutex held, unless the suspend/hibernate code is
109  * guaranteed not to run in parallel with that modification).
110  */
111
112 static gfp_t saved_gfp_mask;
113
114 void pm_restore_gfp_mask(void)
115 {
116         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
117         if (saved_gfp_mask) {
118                 gfp_allowed_mask = saved_gfp_mask;
119                 saved_gfp_mask = 0;
120         }
121 }
122
123 void pm_restrict_gfp_mask(void)
124 {
125         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
126         WARN_ON(saved_gfp_mask);
127         saved_gfp_mask = gfp_allowed_mask;
128         gfp_allowed_mask &= ~GFP_IOFS;
129 }
130
131 static bool pm_suspending(void)
132 {
133         if ((gfp_allowed_mask & GFP_IOFS) == GFP_IOFS)
134                 return false;
135         return true;
136 }
137
138 #else
139
140 static bool pm_suspending(void)
141 {
142         return false;
143 }
144 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
145
146 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
147 int pageblock_order __read_mostly;
148 #endif
149
150 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
151
152 /*
153  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
154  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
155  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
156  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
157  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
158  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
159  *
160  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
161  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
162  */
163 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
164 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
165          256,
166 #endif
167 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
168          256,
169 #endif
170 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
171          32,
172 #endif
173          32,
174 };
175
176 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
177
178 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
179 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
180          "DMA",
181 #endif
182 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
183          "DMA32",
184 #endif
185          "Normal",
186 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
187          "HighMem",
188 #endif
189          "Movable",
190 };
191
192 int min_free_kbytes = 1024;
193 int min_free_order_shift = 1;
194
195 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
196 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
197 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
198
199 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
200   /*
201    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
202    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
203    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
204    * so the number of times add_active_range() can be called is
205    * related to the number of nodes and the number of holes
206    */
207   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
208     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
209     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
210   #else
211     #if MAX_NUMNODES >= 32
212       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
213       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
214     #else
215       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
216       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
217     #endif
218   #endif
219
220   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
221   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
222   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
223   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
224   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
225   static unsigned long __initdata required_movablecore;
226   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
227
228   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
229   int movable_zone;
230   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
231 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
232
233 #if MAX_NUMNODES > 1
234 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
235 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
236 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
237 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
238 #endif
239
240 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
241
242 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
243 {
244
245         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
246                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
247
248         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
249                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
250 }
251
252 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
253
254 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
255 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
256 {
257         int ret = 0;
258         unsigned seq;
259         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
260
261         do {
262                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
263                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
264                         ret = 1;
265                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
266                         ret = 1;
267         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
268
269         return ret;
270 }
271
272 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
273 {
274         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
275                 return 0;
276         if (zone != page_zone(page))
277                 return 0;
278
279         return 1;
280 }
281 /*
282  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
283  */
284 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
285 {
286         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
287                 return 1;
288         if (!page_is_consistent(zone, page))
289                 return 1;
290
291         return 0;
292 }
293 #else
294 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
295 {
296         return 0;
297 }
298 #endif
299
300 static void bad_page(struct page *page)
301 {
302         static unsigned long resume;
303         static unsigned long nr_shown;
304         static unsigned long nr_unshown;
305
306         /* Don't complain about poisoned pages */
307         if (PageHWPoison(page)) {
308                 reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
309                 return;
310         }
311
312         /*
313          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
314          * or allow a steady drip of one report per second.
315          */
316         if (nr_shown == 60) {
317                 if (time_before(jiffies, resume)) {
318                         nr_unshown++;
319                         goto out;
320                 }
321                 if (nr_unshown) {
322                         printk(KERN_ALERT
323                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
324                                 nr_unshown);
325                         nr_unshown = 0;
326                 }
327                 nr_shown = 0;
328         }
329         if (nr_shown++ == 0)
330                 resume = jiffies + 60 * HZ;
331
332         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
333                 current->comm, page_to_pfn(page));
334         dump_page(page);
335
336         dump_stack();
337 out:
338         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
339         reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
340         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
341 }
342
343 /*
344  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
345  *
346  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
347  *
348  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
349  *
350  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
351  * the head page (even the head page has this).
352  *
353  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
354  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
355  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
356  */
357
358 static void free_compound_page(struct page *page)
359 {
360         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
361 }
362
363 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
364 {
365         int i;
366         int nr_pages = 1 << order;
367
368         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
369         set_compound_order(page, order);
370         __SetPageHead(page);
371         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
372                 struct page *p = page + i;
373                 __SetPageTail(p);
374                 set_page_count(p, 0);
375                 p->first_page = page;
376         }
377 }
378
379 /* update __split_huge_page_refcount if you change this function */
380 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
381 {
382         int i;
383         int nr_pages = 1 << order;
384         int bad = 0;
385
386         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
387             unlikely(!PageHead(page))) {
388                 bad_page(page);
389                 bad++;
390         }
391
392         __ClearPageHead(page);
393
394         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
395                 struct page *p = page + i;
396
397                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
398                         bad_page(page);
399                         bad++;
400                 }
401                 __ClearPageTail(p);
402         }
403
404         return bad;
405 }
406
407 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
408 {
409         int i;
410
411         /*
412          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
413          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
414          */
415         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
416         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
417                 clear_highpage(page + i);
418 }
419
420 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
421 {
422         set_page_private(page, order);
423         __SetPageBuddy(page);
424 }
425
426 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
427 {
428         __ClearPageBuddy(page);
429         set_page_private(page, 0);
430 }
431
432 /*
433  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
434  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
435  *
436  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
437  * the following equation:
438  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
439  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
440  * 1 buddy is #10:
441  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
442  *
443  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
444  * satisfies the following equation:
445  *     P = B & ~(1 << O)
446  *
447  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
448  */
449 static inline unsigned long
450 __find_buddy_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
451 {
452         return page_idx ^ (1 << order);
453 }
454
455 /*
456  * This function checks whether a page is free && is the buddy
457  * we can do coalesce a page and its buddy if
458  * (a) the buddy is not in a hole &&
459  * (b) the buddy is in the buddy system &&
460  * (c) a page and its buddy have the same order &&
461  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
462  *
463  * For recording whether a page is in the buddy system, we set ->_mapcount -2.
464  * Setting, clearing, and testing _mapcount -2 is serialized by zone->lock.
465  *
466  * For recording page's order, we use page_private(page).
467  */
468 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
469                                                                 int order)
470 {
471         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
472                 return 0;
473
474         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
475                 return 0;
476
477         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
478                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
479                 return 1;
480         }
481         return 0;
482 }
483
484 /*
485  * Freeing function for a buddy system allocator.
486  *
487  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
488  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
489  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
490  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
491  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
492  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
493  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
494  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
495  * parts of the VM system.
496  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
497  * free pages of length of (1 << order) and marked with _mapcount -2. Page's
498  * order is recorded in page_private(page) field.
499  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
500  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
501  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
502  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
503  * triggers coalescing into a block of larger size.            
504  *
505  * -- wli
506  */
507
508 static inline void __free_one_page(struct page *page,
509                 struct zone *zone, unsigned int order,
510                 int migratetype)
511 {
512         unsigned long page_idx;
513         unsigned long combined_idx;
514         unsigned long uninitialized_var(buddy_idx);
515         struct page *buddy;
516
517         if (unlikely(PageCompound(page)))
518                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
519                         return;
520
521         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
522
523         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
524
525         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
526         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
527
528         while (order < MAX_ORDER-1) {
529                 buddy_idx = __find_buddy_index(page_idx, order);
530                 buddy = page + (buddy_idx - page_idx);
531                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
532                         break;
533
534                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
535                 list_del(&buddy->lru);
536                 zone->free_area[order].nr_free--;
537                 rmv_page_order(buddy);
538                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
539                 page = page + (combined_idx - page_idx);
540                 page_idx = combined_idx;
541                 order++;
542         }
543         set_page_order(page, order);
544
545         /*
546          * If this is not the largest possible page, check if the buddy
547          * of the next-highest order is free. If it is, it's possible
548          * that pages are being freed that will coalesce soon. In case,
549          * that is happening, add the free page to the tail of the list
550          * so it's less likely to be used soon and more likely to be merged
551          * as a higher order page
552          */
553         if ((order < MAX_ORDER-2) && pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy))) {
554                 struct page *higher_page, *higher_buddy;
555                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
556                 higher_page = page + (combined_idx - page_idx);
557                 buddy_idx = __find_buddy_index(combined_idx, order + 1);
558                 higher_buddy = page + (buddy_idx - combined_idx);
559                 if (page_is_buddy(higher_page, higher_buddy, order + 1)) {
560                         list_add_tail(&page->lru,
561                                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
562                         goto out;
563                 }
564         }
565
566         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
567 out:
568         zone->free_area[order].nr_free++;
569 }
570
571 /*
572  * free_page_mlock() -- clean up attempts to free and mlocked() page.
573  * Page should not be on lru, so no need to fix that up.
574  * free_pages_check() will verify...
575  */
576 static inline void free_page_mlock(struct page *page)
577 {
578         __dec_zone_page_state(page, NR_MLOCK);
579         __count_vm_event(UNEVICTABLE_MLOCKFREED);
580 }
581
582 static inline int free_pages_check(struct page *page)
583 {
584         if (unlikely(page_mapcount(page) |
585                 (page->mapping != NULL)  |
586                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
587                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE) |
588                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
589                 bad_page(page);
590                 return 1;
591         }
592         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
593                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
594         return 0;
595 }
596
597 /*
598  * Frees a number of pages from the PCP lists
599  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
600  * count is the number of pages to free.
601  *
602  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
603  * see if this freeing clears that state.
604  *
605  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
606  * pinned" detection logic.
607  */
608 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
609                                         struct per_cpu_pages *pcp)
610 {
611         int migratetype = 0;
612         int batch_free = 0;
613         int to_free = count;
614
615         spin_lock(&zone->lock);
616         zone->all_unreclaimable = 0;
617         zone->pages_scanned = 0;
618
619         while (to_free) {
620                 struct page *page;
621                 struct list_head *list;
622
623                 /*
624                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
625                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
626                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
627                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
628                  * lists
629                  */
630                 do {
631                         batch_free++;
632                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
633                                 migratetype = 0;
634                         list = &pcp->lists[migratetype];
635                 } while (list_empty(list));
636
637                 /* This is the only non-empty list. Free them all. */
638                 if (batch_free == MIGRATE_PCPTYPES)
639                         batch_free = to_free;
640
641                 do {
642                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
643                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
644                         list_del(&page->lru);
645                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
646                         __free_one_page(page, zone, 0, page_private(page));
647                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, page_private(page));
648                 } while (--to_free && --batch_free && !list_empty(list));
649         }
650         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, count);
651         spin_unlock(&zone->lock);
652 }
653
654 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
655                                 int migratetype)
656 {
657         spin_lock(&zone->lock);
658         zone->all_unreclaimable = 0;
659         zone->pages_scanned = 0;
660
661         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
662         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1 << order);
663         spin_unlock(&zone->lock);
664 }
665
666 static bool free_pages_prepare(struct page *page, unsigned int order)
667 {
668         int i;
669         int bad = 0;
670
671         trace_mm_page_free_direct(page, order);
672         kmemcheck_free_shadow(page, order);
673
674         if (PageAnon(page))
675                 page->mapping = NULL;
676         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
677                 bad += free_pages_check(page + i);
678         if (bad)
679                 return false;
680
681         if (!PageHighMem(page)) {
682                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
683                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
684                                            PAGE_SIZE << order);
685         }
686         arch_free_page(page, order);
687         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
688
689         return true;
690 }
691
692 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
693 {
694         unsigned long flags;
695         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
696
697         if (!free_pages_prepare(page, order))
698                 return;
699
700         local_irq_save(flags);
701         if (unlikely(wasMlocked))
702                 free_page_mlock(page);
703         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
704         free_one_page(page_zone(page), page, order,
705                                         get_pageblock_migratetype(page));
706         local_irq_restore(flags);
707 }
708
709 /*
710  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
711  */
712 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
713 {
714         if (order == 0) {
715                 __ClearPageReserved(page);
716                 set_page_count(page, 0);
717                 set_page_refcounted(page);
718                 __free_page(page);
719         } else {
720                 int loop;
721
722                 prefetchw(page);
723                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
724                         struct page *p = &page[loop];
725
726                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
727                                 prefetchw(p + 1);
728                         __ClearPageReserved(p);
729                         set_page_count(p, 0);
730                 }
731
732                 set_page_refcounted(page);
733                 __free_pages(page, order);
734         }
735 }
736
737
738 /*
739  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
740  * Please do not alter this order without good reasons and regression
741  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
742  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
743  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
744  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
745  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
746  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
747  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
748  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
749  *
750  * -- wli
751  */
752 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
753         int low, int high, struct free_area *area,
754         int migratetype)
755 {
756         unsigned long size = 1 << high;
757
758         while (high > low) {
759                 area--;
760                 high--;
761                 size >>= 1;
762                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
763                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
764                 area->nr_free++;
765                 set_page_order(&page[size], high);
766         }
767 }
768
769 /*
770  * This page is about to be returned from the page allocator
771  */
772 static inline int check_new_page(struct page *page)
773 {
774         if (unlikely(page_mapcount(page) |
775                 (page->mapping != NULL)  |
776                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
777                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP) |
778                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
779                 bad_page(page);
780                 return 1;
781         }
782         return 0;
783 }
784
785 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
786 {
787         int i;
788
789         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
790                 struct page *p = page + i;
791                 if (unlikely(check_new_page(p)))
792                         return 1;
793         }
794
795         set_page_private(page, 0);
796         set_page_refcounted(page);
797
798         arch_alloc_page(page, order);
799         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
800
801         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
802                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
803
804         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
805                 prep_compound_page(page, order);
806
807         return 0;
808 }
809
810 /*
811  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
812  * the smallest available page from the freelists
813  */
814 static inline
815 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
816                                                 int migratetype)
817 {
818         unsigned int current_order;
819         struct free_area * area;
820         struct page *page;
821
822         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
823         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
824                 area = &(zone->free_area[current_order]);
825                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
826                         continue;
827
828                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
829                                                         struct page, lru);
830                 list_del(&page->lru);
831                 rmv_page_order(page);
832                 area->nr_free--;
833                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
834                 return page;
835         }
836
837         return NULL;
838 }
839
840
841 /*
842  * This array describes the order lists are fallen back to when
843  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
844  */
845 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
846         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
847         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
848         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
849         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
850 };
851
852 /*
853  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
854  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
855  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
856  */
857 static int move_freepages(struct zone *zone,
858                           struct page *start_page, struct page *end_page,
859                           int migratetype)
860 {
861         struct page *page;
862         unsigned long order;
863         int pages_moved = 0;
864
865 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
866         /*
867          * page_zone is not safe to call in this context when
868          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
869          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
870          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
871          * grouping pages by mobility
872          */
873         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
874 #endif
875
876         for (page = start_page; page <= end_page;) {
877                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
878                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
879
880                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
881                         page++;
882                         continue;
883                 }
884
885                 if (!PageBuddy(page)) {
886                         page++;
887                         continue;
888                 }
889
890                 order = page_order(page);
891                 list_move(&page->lru,
892                           &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
893                 page += 1 << order;
894                 pages_moved += 1 << order;
895         }
896
897         return pages_moved;
898 }
899
900 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
901                                 int migratetype)
902 {
903         unsigned long start_pfn, end_pfn;
904         struct page *start_page, *end_page;
905
906         start_pfn = page_to_pfn(page);
907         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
908         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
909         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
910         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
911
912         /* Do not cross zone boundaries */
913         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
914                 start_page = page;
915         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
916                 return 0;
917
918         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
919 }
920
921 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
922                                         int start_order, int migratetype)
923 {
924         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
925
926         while (nr_pageblocks--) {
927                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
928                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
929         }
930 }
931
932 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
933 static inline struct page *
934 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
935 {
936         struct free_area * area;
937         int current_order;
938         struct page *page;
939         int migratetype, i;
940
941         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
942         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
943                                                 --current_order) {
944                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
945                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
946
947                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
948                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
949                                 continue;
950
951                         area = &(zone->free_area[current_order]);
952                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
953                                 continue;
954
955                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
956                                         struct page, lru);
957                         area->nr_free--;
958
959                         /*
960                          * If breaking a large block of pages, move all free
961                          * pages to the preferred allocation list. If falling
962                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
963                          * aggressive about taking ownership of free pages
964                          */
965                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
966                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
967                                         page_group_by_mobility_disabled) {
968                                 unsigned long pages;
969                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
970                                                                 start_migratetype);
971
972                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
973                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
974                                                 page_group_by_mobility_disabled)
975                                         set_pageblock_migratetype(page,
976                                                                 start_migratetype);
977
978                                 migratetype = start_migratetype;
979                         }
980
981                         /* Remove the page from the freelists */
982                         list_del(&page->lru);
983                         rmv_page_order(page);
984
985                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
986                         if (current_order >= pageblock_order)
987                                 change_pageblock_range(page, current_order,
988                                                         start_migratetype);
989
990                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
991
992                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
993                                 start_migratetype, migratetype);
994
995                         return page;
996                 }
997         }
998
999         return NULL;
1000 }
1001
1002 /*
1003  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
1004  * Call me with the zone->lock already held.
1005  */
1006 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
1007                                                 int migratetype)
1008 {
1009         struct page *page;
1010
1011 retry_reserve:
1012         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
1013
1014         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
1015                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
1016
1017                 /*
1018                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
1019                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
1020                  * and we want just one call site
1021                  */
1022                 if (!page) {
1023                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
1024                         goto retry_reserve;
1025                 }
1026         }
1027
1028         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
1029         return page;
1030 }
1031
1032 /* 
1033  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
1034  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
1035  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
1036  */
1037 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
1038                         unsigned long count, struct list_head *list,
1039                         int migratetype, int cold)
1040 {
1041         int i;
1042         
1043         spin_lock(&zone->lock);
1044         for (i = 0; i < count; ++i) {
1045                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1046                 if (unlikely(page == NULL))
1047                         break;
1048
1049                 /*
1050                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
1051                  * in physical page order. The page is added to the callers and
1052                  * list and the list head then moves forward. From the callers
1053                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
1054                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
1055                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
1056                  * properly.
1057                  */
1058                 if (likely(cold == 0))
1059                         list_add(&page->lru, list);
1060                 else
1061                         list_add_tail(&page->lru, list);
1062                 set_page_private(page, migratetype);
1063                 list = &page->lru;
1064         }
1065         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
1066         spin_unlock(&zone->lock);
1067         return i;
1068 }
1069
1070 #ifdef CONFIG_NUMA
1071 /*
1072  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
1073  * currently executing processor on remote nodes after they have
1074  * expired.
1075  *
1076  * Note that this function must be called with the thread pinned to
1077  * a single processor.
1078  */
1079 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
1080 {
1081         unsigned long flags;
1082         int to_drain;
1083
1084         local_irq_save(flags);
1085         if (pcp->count >= pcp->batch)
1086                 to_drain = pcp->batch;
1087         else
1088                 to_drain = pcp->count;
1089         free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
1090         pcp->count -= to_drain;
1091         local_irq_restore(flags);
1092 }
1093 #endif
1094
1095 /*
1096  * Drain pages of the indicated processor.
1097  *
1098  * The processor must either be the current processor and the
1099  * thread pinned to the current processor or a processor that
1100  * is not online.
1101  */
1102 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1103 {
1104         unsigned long flags;
1105         struct zone *zone;
1106
1107         for_each_populated_zone(zone) {
1108                 struct per_cpu_pageset *pset;
1109                 struct per_cpu_pages *pcp;
1110
1111                 local_irq_save(flags);
1112                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1113
1114                 pcp = &pset->pcp;
1115                 if (pcp->count) {
1116                         free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1117                         pcp->count = 0;
1118                 }
1119                 local_irq_restore(flags);
1120         }
1121 }
1122
1123 /*
1124  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1125  */
1126 void drain_local_pages(void *arg)
1127 {
1128         drain_pages(smp_processor_id());
1129 }
1130
1131 /*
1132  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
1133  */
1134 void drain_all_pages(void)
1135 {
1136         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
1137 }
1138
1139 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1140
1141 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1142 {
1143         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1144         unsigned long flags;
1145         int order, t;
1146         struct list_head *curr;
1147
1148         if (!zone->spanned_pages)
1149                 return;
1150
1151         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1152
1153         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
1154         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1155                 if (pfn_valid(pfn)) {
1156                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1157
1158                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1159                                 swsusp_unset_page_free(page);
1160                 }
1161
1162         for_each_migratetype_order(order, t) {
1163                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1164                         unsigned long i;
1165
1166                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1167                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1168                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1169                 }
1170         }
1171         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1172 }
1173 #endif /* CONFIG_PM */
1174
1175 /*
1176  * Free a 0-order page
1177  * cold == 1 ? free a cold page : free a hot page
1178  */
1179 void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1180 {
1181         struct zone *zone = page_zone(page);
1182         struct per_cpu_pages *pcp;
1183         unsigned long flags;
1184         int migratetype;
1185         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
1186
1187         if (!free_pages_prepare(page, 0))
1188                 return;
1189
1190         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1191         set_page_private(page, migratetype);
1192         local_irq_save(flags);
1193         if (unlikely(wasMlocked))
1194                 free_page_mlock(page);
1195         __count_vm_event(PGFREE);
1196
1197         /*
1198          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1199          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1200          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1201          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1202          * excessively into the page allocator
1203          */
1204         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1205                 if (unlikely(migratetype == MIGRATE_ISOLATE)) {
1206                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1207                         goto out;
1208                 }
1209                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1210         }
1211
1212         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1213         if (cold)
1214                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1215         else
1216                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1217         pcp->count++;
1218         if (pcp->count >= pcp->high) {
1219                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->batch, pcp);
1220                 pcp->count -= pcp->batch;
1221         }
1222
1223 out:
1224         local_irq_restore(flags);
1225 }
1226
1227 /*
1228  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1229  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1230  * Each sub-page must be freed individually.
1231  *
1232  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1233  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1234  */
1235 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1236 {
1237         int i;
1238
1239         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1240         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1241
1242 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1243         /*
1244          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1245          * otherwise free the whole shadow.
1246          */
1247         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1248                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1249 #endif
1250
1251         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1252                 set_page_refcounted(page + i);
1253 }
1254
1255 /*
1256  * Similar to split_page except the page is already free. As this is only
1257  * being used for migration, the migratetype of the block also changes.
1258  * As this is called with interrupts disabled, the caller is responsible
1259  * for calling arch_alloc_page() and kernel_map_page() after interrupts
1260  * are enabled.
1261  *
1262  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1263  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1264  */
1265 int split_free_page(struct page *page)
1266 {
1267         unsigned int order;
1268         unsigned long watermark;
1269         struct zone *zone;
1270
1271         BUG_ON(!PageBuddy(page));
1272
1273         zone = page_zone(page);
1274         order = page_order(page);
1275
1276         /* Obey watermarks as if the page was being allocated */
1277         watermark = low_wmark_pages(zone) + (1 << order);
1278         if (!zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, 0))
1279                 return 0;
1280
1281         /* Remove page from free list */
1282         list_del(&page->lru);
1283         zone->free_area[order].nr_free--;
1284         rmv_page_order(page);
1285         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1UL << order));
1286
1287         /* Split into individual pages */
1288         set_page_refcounted(page);
1289         split_page(page, order);
1290
1291         if (order >= pageblock_order - 1) {
1292                 struct page *endpage = page + (1 << order) - 1;
1293                 for (; page < endpage; page += pageblock_nr_pages)
1294                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
1295         }
1296
1297         return 1 << order;
1298 }
1299
1300 /*
1301  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1302  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1303  * or two.
1304  */
1305 static inline
1306 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1307                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1308                         int migratetype)
1309 {
1310         unsigned long flags;
1311         struct page *page;
1312         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1313
1314 again:
1315         if (likely(order == 0)) {
1316                 struct per_cpu_pages *pcp;
1317                 struct list_head *list;
1318
1319                 local_irq_save(flags);
1320                 pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1321                 list = &pcp->lists[migratetype];
1322                 if (list_empty(list)) {
1323                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1324                                         pcp->batch, list,
1325                                         migratetype, cold);
1326                         if (unlikely(list_empty(list)))
1327                                 goto failed;
1328                 }
1329
1330                 if (cold)
1331                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1332                 else
1333                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1334
1335                 list_del(&page->lru);
1336                 pcp->count--;
1337         } else {
1338                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1339                         /*
1340                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1341                          *
1342                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1343                          * properly detect and handle allocation failures.
1344                          *
1345                          * We most definitely don't want callers attempting to
1346                          * allocate greater than order-1 page units with
1347                          * __GFP_NOFAIL.
1348                          */
1349                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1350                 }
1351                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1352                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1353                 spin_unlock(&zone->lock);
1354                 if (!page)
1355                         goto failed;
1356                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << order));
1357         }
1358
1359         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1360         zone_statistics(preferred_zone, zone, gfp_flags);
1361         local_irq_restore(flags);
1362
1363         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1364         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1365                 goto again;
1366         return page;
1367
1368 failed:
1369         local_irq_restore(flags);
1370         return NULL;
1371 }
1372
1373 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1374 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1375 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1376 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1377 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1378
1379 /* Mask to get the watermark bits */
1380 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1381
1382 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1383 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1384 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1385
1386 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1387
1388 static struct {
1389         struct fault_attr attr;
1390
1391         u32 ignore_gfp_highmem;
1392         u32 ignore_gfp_wait;
1393         u32 min_order;
1394 } fail_page_alloc = {
1395         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1396         .ignore_gfp_wait = 1,
1397         .ignore_gfp_highmem = 1,
1398         .min_order = 1,
1399 };
1400
1401 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1402 {
1403         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1404 }
1405 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1406
1407 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1408 {
1409         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1410                 return 0;
1411         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1412                 return 0;
1413         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1414                 return 0;
1415         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1416                 return 0;
1417
1418         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1419 }
1420
1421 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1422
1423 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1424 {
1425         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1426         struct dentry *dir;
1427
1428         dir = fault_create_debugfs_attr("fail_page_alloc", NULL,
1429                                         &fail_page_alloc.attr);
1430         if (IS_ERR(dir))
1431                 return PTR_ERR(dir);
1432
1433         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1434                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait))
1435                 goto fail;
1436         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1437                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem))
1438                 goto fail;
1439         if (!debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1440                                 &fail_page_alloc.min_order))
1441                 goto fail;
1442
1443         return 0;
1444 fail:
1445         debugfs_remove_recursive(dir);
1446
1447         return -ENOMEM;
1448 }
1449
1450 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1451
1452 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1453
1454 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1455
1456 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1457 {
1458         return 0;
1459 }
1460
1461 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1462
1463 /*
1464  * Return true if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1465  * of the allocation.
1466  */
1467 static bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1468                       int classzone_idx, int alloc_flags, long free_pages)
1469 {
1470         /* free_pages my go negative - that's OK */
1471         long min = mark;
1472         int o;
1473
1474         free_pages -= (1 << order) + 1;
1475         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1476                 min -= min / 2;
1477         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1478                 min -= min / 4;
1479
1480         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1481                 return false;
1482         for (o = 0; o < order; o++) {
1483                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1484                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1485
1486                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1487                 min >>= min_free_order_shift;
1488
1489                 if (free_pages <= min)
1490                         return false;
1491         }
1492         return true;
1493 }
1494
1495 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1496                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1497 {
1498         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1499                                         zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES));
1500 }
1501
1502 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1503                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1504 {
1505         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
1506
1507         if (z->percpu_drift_mark && free_pages < z->percpu_drift_mark)
1508                 free_pages = zone_page_state_snapshot(z, NR_FREE_PAGES);
1509
1510         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1511                                                                 free_pages);
1512 }
1513
1514 #ifdef CONFIG_NUMA
1515 /*
1516  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1517  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1518  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1519  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1520  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1521  *
1522  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1523  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1524  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1525  *
1526  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1527  * nothing and returns NULL.
1528  *
1529  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1530  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1531  *
1532  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1533  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1534  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1535  * quickly as we can.
1536  */
1537 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1538 {
1539         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1540         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1541
1542         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1543         if (!zlc)
1544                 return NULL;
1545
1546         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1547                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1548                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1549         }
1550
1551         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1552                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1553                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1554         return allowednodes;
1555 }
1556
1557 /*
1558  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1559  * if it is worth looking at further for free memory:
1560  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1561  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1562  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1563  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1564  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1565  * else return false (zero) if it is not.
1566  *
1567  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1568  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1569  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1570  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1571  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1572  * into the second scan of the zonelist.
1573  *
1574  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1575  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1576  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1577  * unturned looking for a free page.
1578  */
1579 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1580                                                 nodemask_t *allowednodes)
1581 {
1582         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1583         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1584         int n;                          /* node that zone *z is on */
1585
1586         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1587         if (!zlc)
1588                 return 1;
1589
1590         i = z - zonelist->_zonerefs;
1591         n = zlc->z_to_n[i];
1592
1593         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1594         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1595 }
1596
1597 /*
1598  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1599  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1600  * from that zone don't waste time re-examining it.
1601  */
1602 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1603 {
1604         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1605         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1606
1607         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1608         if (!zlc)
1609                 return;
1610
1611         i = z - zonelist->_zonerefs;
1612
1613         set_bit(i, zlc->fullzones);
1614 }
1615
1616 /*
1617  * clear all zones full, called after direct reclaim makes progress so that
1618  * a zone that was recently full is not skipped over for up to a second
1619  */
1620 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1621 {
1622         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1623
1624         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1625         if (!zlc)
1626                 return;
1627
1628         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1629 }
1630
1631 #else   /* CONFIG_NUMA */
1632
1633 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1634 {
1635         return NULL;
1636 }
1637
1638 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1639                                 nodemask_t *allowednodes)
1640 {
1641         return 1;
1642 }
1643
1644 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1645 {
1646 }
1647
1648 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1649 {
1650 }
1651 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1652
1653 /*
1654  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1655  * a page.
1656  */
1657 static struct page *
1658 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1659                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1660                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1661 {
1662         struct zoneref *z;
1663         struct page *page = NULL;
1664         int classzone_idx;
1665         struct zone *zone;
1666         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1667         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1668         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1669
1670         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1671 zonelist_scan:
1672         /*
1673          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1674          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1675          */
1676         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1677                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1678                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1679                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1680                                 continue;
1681                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1682                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1683                                 continue;
1684
1685                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1686                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1687                         unsigned long mark;
1688                         int ret;
1689
1690                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1691                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1692                                     classzone_idx, alloc_flags))
1693                                 goto try_this_zone;
1694
1695                         if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1696                                 /*
1697                                  * we do zlc_setup if there are multiple nodes
1698                                  * and before considering the first zone allowed
1699                                  * by the cpuset.
1700                                  */
1701                                 allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1702                                 zlc_active = 1;
1703                                 did_zlc_setup = 1;
1704                         }
1705
1706                         if (zone_reclaim_mode == 0)
1707                                 goto this_zone_full;
1708
1709                         /*
1710                          * As we may have just activated ZLC, check if the first
1711                          * eligible zone has failed zone_reclaim recently.
1712                          */
1713                         if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1714                                 !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1715                                 continue;
1716
1717                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1718                         switch (ret) {
1719                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1720                                 /* did not scan */
1721                                 continue;
1722                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1723                                 /* scanned but unreclaimable */
1724                                 continue;
1725                         default:
1726                                 /* did we reclaim enough */
1727                                 if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1728                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1729                                         goto this_zone_full;
1730                         }
1731                 }
1732
1733 try_this_zone:
1734                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1735                                                 gfp_mask, migratetype);
1736                 if (page)
1737                         break;
1738 this_zone_full:
1739                 if (NUMA_BUILD)
1740                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1741         }
1742
1743         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1744                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1745                 zlc_active = 0;
1746                 goto zonelist_scan;
1747         }
1748         return page;
1749 }
1750
1751 /*
1752  * Large machines with many possible nodes should not always dump per-node
1753  * meminfo in irq context.
1754  */
1755 static inline bool should_suppress_show_mem(void)
1756 {
1757         bool ret = false;
1758
1759 #if NODES_SHIFT > 8
1760         ret = in_interrupt();
1761 #endif
1762         return ret;
1763 }
1764
1765 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(nopage_rs,
1766                 DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1767                 DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1768
1769 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...)
1770 {
1771         va_list args;
1772         unsigned int filter = SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1773
1774         if ((gfp_mask & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&nopage_rs))
1775                 return;
1776
1777         /*
1778          * This documents exceptions given to allocations in certain
1779          * contexts that are allowed to allocate outside current's set
1780          * of allowed nodes.
1781          */
1782         if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
1783                 if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
1784                     (current->flags & (PF_MEMALLOC | PF_EXITING)))
1785                         filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1786         if (in_interrupt() || !(gfp_mask & __GFP_WAIT))
1787                 filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1788
1789         if (fmt) {
1790                 printk(KERN_WARNING);
1791                 va_start(args, fmt);
1792                 vprintk(fmt, args);
1793                 va_end(args);
1794         }
1795
1796         pr_warning("%s: page allocation failure: order:%d, mode:0x%x\n",
1797                    current->comm, order, gfp_mask);
1798
1799         dump_stack();
1800         if (!should_suppress_show_mem())
1801                 show_mem(filter);
1802 }
1803
1804 static inline int
1805 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1806                                 unsigned long pages_reclaimed)
1807 {
1808         /* Do not loop if specifically requested */
1809         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1810                 return 0;
1811
1812         /*
1813          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1814          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1815          * implementations.
1816          */
1817         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1818                 return 1;
1819
1820         /*
1821          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1822          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1823          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1824          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1825          * allocation still fails, we stop retrying.
1826          */
1827         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1828                 return 1;
1829
1830         /*
1831          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1832          * explicitly requests that.
1833          */
1834         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1835                 return 1;
1836
1837         return 0;
1838 }
1839
1840 static inline struct page *
1841 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1842         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1843         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1844         int migratetype)
1845 {
1846         struct page *page;
1847
1848         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1849         if (!try_set_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1850                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1851                 return NULL;
1852         }
1853
1854         /*
1855          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1856          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1857          * we're still under heavy pressure.
1858          */
1859         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1860                 order, zonelist, high_zoneidx,
1861                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1862                 preferred_zone, migratetype);
1863         if (page)
1864                 goto out;
1865
1866         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
1867                 /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1868                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1869                         goto out;
1870                 /* The OOM killer does not needlessly kill tasks for lowmem */
1871                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
1872                         goto out;
1873                 /*
1874                  * GFP_THISNODE contains __GFP_NORETRY and we never hit this.
1875                  * Sanity check for bare calls of __GFP_THISNODE, not real OOM.
1876                  * The caller should handle page allocation failure by itself if
1877                  * it specifies __GFP_THISNODE.
1878                  * Note: Hugepage uses it but will hit PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER.
1879                  */
1880                 if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
1881                         goto out;
1882         }
1883         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1884         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order, nodemask);
1885
1886 out:
1887         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1888         return page;
1889 }
1890
1891 #ifdef CONFIG_COMPACTION
1892 /* Try memory compaction for high-order allocations before reclaim */
1893 static struct page *
1894 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1895         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1896         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1897         int migratetype, unsigned long *did_some_progress,
1898         bool sync_migration)
1899 {
1900         struct page *page;
1901
1902         if (!order || compaction_deferred(preferred_zone))
1903                 return NULL;
1904
1905         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1906         *did_some_progress = try_to_compact_pages(zonelist, order, gfp_mask,
1907                                                 nodemask, sync_migration);
1908         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1909         if (*did_some_progress != COMPACT_SKIPPED) {
1910
1911                 /* Page migration frees to the PCP lists but we want merging */
1912                 drain_pages(get_cpu());
1913                 put_cpu();
1914
1915                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask,
1916                                 order, zonelist, high_zoneidx,
1917                                 alloc_flags, preferred_zone,
1918                                 migratetype);
1919                 if (page) {
1920                         preferred_zone->compact_considered = 0;
1921                         preferred_zone->compact_defer_shift = 0;
1922                         count_vm_event(COMPACTSUCCESS);
1923                         return page;
1924                 }
1925
1926                 /*
1927                  * It's bad if compaction run occurs and fails.
1928                  * The most likely reason is that pages exist,
1929                  * but not enough to satisfy watermarks.
1930                  */
1931                 count_vm_event(COMPACTFAIL);
1932                 defer_compaction(preferred_zone);
1933
1934                 cond_resched();
1935         }
1936
1937         return NULL;
1938 }
1939 #else
1940 static inline struct page *
1941 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1942         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1943         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1944         int migratetype, unsigned long *did_some_progress,
1945         bool sync_migration)
1946 {
1947         return NULL;
1948 }
1949 #endif /* CONFIG_COMPACTION */
1950
1951 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1952 static inline struct page *
1953 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1954         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1955         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1956         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
1957 {
1958         struct page *page = NULL;
1959         struct reclaim_state reclaim_state;
1960         bool drained = false;
1961
1962         cond_resched();
1963
1964         /* We now go into synchronous reclaim */
1965         cpuset_memory_pressure_bump();
1966         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1967         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1968         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1969         current->reclaim_state = &reclaim_state;
1970
1971         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1972
1973         current->reclaim_state = NULL;
1974         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1975         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1976
1977         cond_resched();
1978
1979         if (unlikely(!(*did_some_progress)))
1980                 return NULL;
1981
1982         /* After successful reclaim, reconsider all zones for allocation */
1983         if (NUMA_BUILD)
1984                 zlc_clear_zones_full(zonelist);
1985
1986 retry:
1987         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1988                                         zonelist, high_zoneidx,
1989                                         alloc_flags, preferred_zone,
1990                                         migratetype);
1991
1992         /*
1993          * If an allocation failed after direct reclaim, it could be because
1994          * pages are pinned on the per-cpu lists. Drain them and try again
1995          */
1996         if (!page && !drained) {
1997                 drain_all_pages();
1998                 drained = true;
1999                 goto retry;
2000         }
2001
2002         return page;
2003 }
2004
2005 /*
2006  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
2007  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
2008  */
2009 static inline struct page *
2010 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2011         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2012         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2013         int migratetype)
2014 {
2015         struct page *page;
2016
2017         do {
2018                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2019                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
2020                         preferred_zone, migratetype);
2021
2022                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2023                         wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2024         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
2025
2026         return page;
2027 }
2028
2029 static inline
2030 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
2031                                                 enum zone_type high_zoneidx,
2032                                                 enum zone_type classzone_idx)
2033 {
2034         struct zoneref *z;
2035         struct zone *zone;
2036
2037         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
2038                 wakeup_kswapd(zone, order, classzone_idx);
2039 }
2040
2041 static inline int
2042 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
2043 {
2044         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
2045         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2046
2047         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
2048         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != (__force gfp_t) ALLOC_HIGH);
2049
2050         /*
2051          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
2052          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
2053          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
2054          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
2055          */
2056         alloc_flags |= (__force int) (gfp_mask & __GFP_HIGH);
2057
2058         if (!wait) {
2059                 /*
2060                  * Not worth trying to allocate harder for
2061                  * __GFP_NOMEMALLOC even if it can't schedule.
2062                  */
2063                 if  (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2064                         alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2065                 /*
2066                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
2067                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
2068                  */
2069                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
2070         } else if (unlikely(rt_task(current)) && !in_interrupt())
2071                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2072
2073         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
2074                 if (!in_interrupt() &&
2075                     ((current->flags & PF_MEMALLOC) ||
2076                      unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
2077                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2078         }
2079
2080         return alloc_flags;
2081 }
2082
2083 static inline struct page *
2084 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2085         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2086         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2087         int migratetype)
2088 {
2089         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2090         struct page *page = NULL;
2091         int alloc_flags;
2092         unsigned long pages_reclaimed = 0;
2093         unsigned long did_some_progress;
2094         bool sync_migration = false;
2095
2096         /*
2097          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
2098          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
2099          * be using allocators in order of preference for an area that is
2100          * too large.
2101          */
2102         if (order >= MAX_ORDER) {
2103                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
2104                 return NULL;
2105         }
2106
2107         /*
2108          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
2109          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
2110          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
2111          * using a larger set of nodes after it has established that the
2112          * allowed per node queues are empty and that nodes are
2113          * over allocated.
2114          */
2115         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
2116                 goto nopage;
2117
2118 restart:
2119         if (!(gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2120                 wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx,
2121                                                 zone_idx(preferred_zone));
2122
2123         /*
2124          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
2125          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
2126          * to how we want to proceed.
2127          */
2128         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
2129
2130         /*
2131          * Find the true preferred zone if the allocation is unconstrained by
2132          * cpusets.
2133          */
2134         if (!(alloc_flags & ALLOC_CPUSET) && !nodemask)
2135                 first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, NULL,
2136                                         &preferred_zone);
2137
2138 rebalance:
2139         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
2140         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
2141                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2142                         preferred_zone, migratetype);
2143         if (page)
2144                 goto got_pg;
2145
2146         /* Allocate without watermarks if the context allows */
2147         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
2148                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
2149                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2150                                 preferred_zone, migratetype);
2151                 if (page)
2152                         goto got_pg;
2153         }
2154
2155         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
2156         if (!wait)
2157                 goto nopage;
2158
2159         /* Avoid recursion of direct reclaim */
2160         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
2161                 goto nopage;
2162
2163         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
2164         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2165                 goto nopage;
2166
2167         /*
2168          * Try direct compaction. The first pass is asynchronous. Subsequent
2169          * attempts after direct reclaim are synchronous
2170          */
2171         page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2172                                         zonelist, high_zoneidx,
2173                                         nodemask,
2174                                         alloc_flags, preferred_zone,
2175                                         migratetype, &did_some_progress,
2176                                         sync_migration);
2177         if (page)
2178                 goto got_pg;
2179         sync_migration = true;
2180
2181         /* Try direct reclaim and then allocating */
2182         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
2183                                         zonelist, high_zoneidx,
2184                                         nodemask,
2185                                         alloc_flags, preferred_zone,
2186                                         migratetype, &did_some_progress);
2187         if (page)
2188                 goto got_pg;
2189
2190         /*
2191          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
2192          * running out of options and have to consider going OOM
2193          */
2194         if (!did_some_progress) {
2195                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
2196                         if (oom_killer_disabled)
2197                                 goto nopage;
2198                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
2199                                         zonelist, high_zoneidx,
2200                                         nodemask, preferred_zone,
2201                                         migratetype);
2202                         if (page)
2203                                 goto got_pg;
2204
2205                         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2206                                 /*
2207                                  * The oom killer is not called for high-order
2208                                  * allocations that may fail, so if no progress
2209                                  * is being made, there are no other options and
2210                                  * retrying is unlikely to help.
2211                                  */
2212                                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2213                                         goto nopage;
2214                                 /*
2215                                  * The oom killer is not called for lowmem
2216                                  * allocations to prevent needlessly killing
2217                                  * innocent tasks.
2218                                  */
2219                                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2220                                         goto nopage;
2221                         }
2222
2223                         goto restart;
2224                 }
2225
2226                 /*
2227                  * Suspend converts GFP_KERNEL to __GFP_WAIT which can
2228                  * prevent reclaim making forward progress without
2229                  * invoking OOM. Bail if we are suspending
2230                  */
2231                 if (pm_suspending())
2232                         goto nopage;
2233         }
2234
2235         /* Check if we should retry the allocation */
2236         pages_reclaimed += did_some_progress;
2237         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
2238                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
2239                 wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2240                 goto rebalance;
2241         } else {
2242                 /*
2243                  * High-order allocations do not necessarily loop after
2244                  * direct reclaim and reclaim/compaction depends on compaction
2245                  * being called after reclaim so call directly if necessary
2246                  */
2247                 page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2248                                         zonelist, high_zoneidx,
2249                                         nodemask,
2250                                         alloc_flags, preferred_zone,
2251                                         migratetype, &did_some_progress,
2252                                         sync_migration);
2253                 if (page)
2254                         goto got_pg;
2255         }
2256
2257 nopage:
2258         warn_alloc_failed(gfp_mask, order, NULL);
2259         return page;
2260 got_pg:
2261         if (kmemcheck_enabled)
2262                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
2263         return page;
2264
2265 }
2266
2267 /*
2268  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
2269  */
2270 struct page *
2271 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2272                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
2273 {
2274         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
2275         struct zone *preferred_zone;
2276         struct page *page;
2277         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
2278
2279         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
2280
2281         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
2282
2283         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
2284
2285         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
2286                 return NULL;
2287
2288         /*
2289          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
2290          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
2291          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
2292          */
2293         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
2294                 return NULL;
2295
2296         get_mems_allowed();
2297         /* The preferred zone is used for statistics later */
2298         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx,
2299                                 nodemask ? : &cpuset_current_mems_allowed,
2300                                 &preferred_zone);
2301         if (!preferred_zone) {
2302                 put_mems_allowed();
2303                 return NULL;
2304         }
2305
2306         /* First allocation attempt */
2307         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
2308                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
2309                         preferred_zone, migratetype);
2310         if (unlikely(!page))
2311                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
2312                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2313                                 preferred_zone, migratetype);
2314         put_mems_allowed();
2315
2316         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
2317         return page;
2318 }
2319 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
2320
2321 /*
2322  * Common helper functions.
2323  */
2324 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2325 {
2326         struct page *page;
2327
2328         /*
2329          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
2330          * a highmem page
2331          */
2332         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
2333
2334         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
2335         if (!page)
2336                 return 0;
2337         return (unsigned long) page_address(page);
2338 }
2339 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2340
2341 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2342 {
2343         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2344 }
2345 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2346
2347 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
2348 {
2349         int i = pagevec_count(pvec);
2350
2351         while (--i >= 0) {
2352                 trace_mm_pagevec_free(pvec->pages[i], pvec->cold);
2353                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
2354         }
2355 }
2356
2357 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2358 {
2359         if (put_page_testzero(page)) {
2360                 if (order == 0)
2361                         free_hot_cold_page(page, 0);
2362                 else
2363                         __free_pages_ok(page, order);
2364         }
2365 }
2366
2367 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2368
2369 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2370 {
2371         if (addr != 0) {
2372                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2373                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2374         }
2375 }
2376
2377 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2378
2379 static void *make_alloc_exact(unsigned long addr, unsigned order, size_t size)
2380 {
2381         if (addr) {
2382                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2383                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2384
2385                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2386                 while (used < alloc_end) {
2387                         free_page(used);
2388                         used += PAGE_SIZE;
2389                 }
2390         }
2391         return (void *)addr;
2392 }
2393
2394 /**
2395  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2396  * @size: the number of bytes to allocate
2397  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2398  *
2399  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2400  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2401  * allocate memory in power-of-two pages.
2402  *
2403  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2404  *
2405  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2406  */
2407 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2408 {
2409         unsigned int order = get_order(size);
2410         unsigned long addr;
2411
2412         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2413         return make_alloc_exact(addr, order, size);
2414 }
2415 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2416
2417 /**
2418  * alloc_pages_exact_nid - allocate an exact number of physically-contiguous
2419  *                         pages on a node.
2420  * @nid: the preferred node ID where memory should be allocated
2421  * @size: the number of bytes to allocate
2422  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2423  *
2424  * Like alloc_pages_exact(), but try to allocate on node nid first before falling
2425  * back.
2426  * Note this is not alloc_pages_exact_node() which allocates on a specific node,
2427  * but is not exact.
2428  */
2429 void *alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask)
2430 {
2431         unsigned order = get_order(size);
2432         struct page *p = alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
2433         if (!p)
2434                 return NULL;
2435         return make_alloc_exact((unsigned long)page_address(p), order, size);
2436 }
2437 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact_nid);
2438
2439 /**
2440  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2441  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2442  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2443  *
2444  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2445  */
2446 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2447 {
2448         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2449         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2450
2451         while (addr < end) {
2452                 free_page(addr);
2453                 addr += PAGE_SIZE;
2454         }
2455 }
2456 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2457
2458 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
2459 {
2460         struct zoneref *z;
2461         struct zone *zone;
2462
2463         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2464         unsigned int sum = 0;
2465
2466         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2467
2468         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2469                 unsigned long size = zone->present_pages;
2470                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2471                 if (size > high)
2472                         sum += size - high;
2473         }
2474
2475         return sum;
2476 }
2477
2478 /*
2479  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
2480  */
2481 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
2482 {
2483         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2484 }
2485 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2486
2487 /*
2488  * Amount of free RAM allocatable within all zones
2489  */
2490 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
2491 {
2492         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2493 }
2494
2495 static inline void show_node(struct zone *zone)
2496 {
2497         if (NUMA_BUILD)
2498                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2499 }
2500
2501 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2502 {
2503         val->totalram = totalram_pages;
2504         val->sharedram = 0;
2505         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2506         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2507         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2508         val->freehigh = nr_free_highpages();
2509         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2510 }
2511
2512 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2513
2514 #ifdef CONFIG_NUMA
2515 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2516 {
2517         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2518
2519         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2520         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2521 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2522         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2523         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2524                         NR_FREE_PAGES);
2525 #else
2526         val->totalhigh = 0;
2527         val->freehigh = 0;
2528 #endif
2529         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2530 }
2531 #endif
2532
2533 /*
2534  * Determine whether the node should be displayed or not, depending on whether
2535  * SHOW_MEM_FILTER_NODES was passed to show_free_areas().
2536  */
2537 bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid)
2538 {
2539         bool ret = false;
2540
2541         if (!(flags & SHOW_MEM_FILTER_NODES))
2542                 goto out;
2543
2544         get_mems_allowed();
2545         ret = !node_isset(nid, cpuset_current_mems_allowed);
2546         put_mems_allowed();
2547 out:
2548         return ret;
2549 }
2550
2551 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2552
2553 /*
2554  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2555  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2556  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2557  * Suppresses nodes that are not allowed by current's cpuset if
2558  * SHOW_MEM_FILTER_NODES is passed.
2559  */
2560 void show_free_areas(unsigned int filter)
2561 {
2562         int cpu;
2563         struct zone *zone;
2564
2565         for_each_populated_zone(zone) {
2566                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2567                         continue;
2568                 show_node(zone);
2569                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2570
2571                 for_each_online_cpu(cpu) {
2572                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2573
2574                         pageset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
2575
2576                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2577                                cpu, pageset->pcp.high,
2578                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2579                 }
2580         }
2581
2582         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
2583                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
2584                 " unevictable:%lu"
2585                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2586                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
2587                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2588                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2589                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2590                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
2591                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2592                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2593                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
2594                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2595                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2596                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2597                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2598                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2599                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
2600                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2601                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2602                 global_page_state(NR_SHMEM),
2603                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2604                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2605
2606         for_each_populated_zone(zone) {
2607                 int i;
2608
2609                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2610                         continue;
2611                 show_node(zone);
2612                 printk("%s"
2613                         " free:%lukB"
2614                         " min:%lukB"
2615                         " low:%lukB"
2616                         " high:%lukB"
2617                         " active_anon:%lukB"
2618                         " inactive_anon:%lukB"
2619                         " active_file:%lukB"
2620                         " inactive_file:%lukB"
2621                         " unevictable:%lukB"
2622                         " isolated(anon):%lukB"
2623                         " isolated(file):%lukB"
2624                         " present:%lukB"
2625                         " mlocked:%lukB"
2626                         " dirty:%lukB"
2627                         " writeback:%lukB"
2628                         " mapped:%lukB"
2629                         " shmem:%lukB"
2630                         " slab_reclaimable:%lukB"
2631                         " slab_unreclaimable:%lukB"
2632                         " kernel_stack:%lukB"
2633                         " pagetables:%lukB"
2634                         " unstable:%lukB"
2635                         " bounce:%lukB"
2636                         " writeback_tmp:%lukB"
2637                         " pages_scanned:%lu"
2638                         " all_unreclaimable? %s"
2639                         "\n",
2640                         zone->name,
2641                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2642                         K(min_wmark_pages(zone)),
2643                         K(low_wmark_pages(zone)),
2644                         K(high_wmark_pages(zone)),
2645                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2646                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2647                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2648                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2649                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2650                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
2651                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
2652                         K(zone->present_pages),
2653                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
2654                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
2655                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
2656                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
2657                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
2658                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
2659                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
2660                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
2661                                 THREAD_SIZE / 1024,
2662                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
2663                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
2664                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
2665                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
2666                         zone->pages_scanned,
2667                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
2668                         );
2669                 printk("lowmem_reserve[]:");
2670                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2671                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2672                 printk("\n");
2673         }
2674
2675         for_each_populated_zone(zone) {
2676                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2677
2678                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2679                         continue;
2680                 show_node(zone);
2681                 printk("%s: ", zone->name);
2682
2683                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2684                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2685                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2686                         total += nr[order] << order;
2687                 }
2688                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2689                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2690                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2691                 printk("= %lukB\n", K(total));
2692         }
2693
2694         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2695
2696         show_swap_cache_info();
2697 }
2698
2699 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2700 {
2701         zoneref->zone = zone;
2702         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2703 }
2704
2705 /*
2706  * Builds allocation fallback zone lists.
2707  *
2708  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2709  */
2710 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2711                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2712 {
2713         struct zone *zone;
2714
2715         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2716         zone_type++;
2717
2718         do {
2719                 zone_type--;
2720                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2721                 if (populated_zone(zone)) {
2722                         zoneref_set_zone(zone,
2723                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2724                         check_highest_zone(zone_type);
2725                 }
2726
2727         } while (zone_type);
2728         return nr_zones;
2729 }
2730
2731
2732 /*
2733  *  zonelist_order:
2734  *  0 = automatic detection of better ordering.
2735  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2736  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2737  *
2738  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2739  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2740  */
2741 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2742 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2743 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2744
2745 /* zonelist order in the kernel.
2746  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2747  */
2748 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2749 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2750
2751
2752 #ifdef CONFIG_NUMA
2753 /* The value user specified ....changed by config */
2754 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2755 /* string for sysctl */
2756 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2757 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2758
2759 /*
2760  * interface for configure zonelist ordering.
2761  * command line option "numa_zonelist_order"
2762  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2763  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2764  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2765  */
2766
2767 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2768 {
2769         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2770                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2771         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2772                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2773         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2774                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2775         } else {
2776                 printk(KERN_WARNING
2777                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2778                         "%s\n", s);
2779                 return -EINVAL;
2780         }
2781         return 0;
2782 }
2783
2784 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2785 {
2786         int ret;
2787
2788         if (!s)
2789                 return 0;
2790
2791         ret = __parse_numa_zonelist_order(s);
2792         if (ret == 0)
2793                 strlcpy(numa_zonelist_order, s, NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2794
2795         return ret;
2796 }
2797 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2798
2799 /*
2800  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2801  */
2802 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2803                 void __user *buffer, size_t *length,
2804                 loff_t *ppos)
2805 {
2806         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2807         int ret;
2808         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
2809
2810         mutex_lock(&zl_order_mutex);
2811         if (write)
2812                 strcpy(saved_string, (char*)table->data);
2813         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
2814         if (ret)
2815                 goto out;
2816         if (write) {
2817                 int oldval = user_zonelist_order;
2818                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2819                         /*
2820                          * bogus value.  restore saved string
2821                          */
2822                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2823                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2824                         user_zonelist_order = oldval;
2825                 } else if (oldval != user_zonelist_order) {
2826                         mutex_lock(&zonelists_mutex);
2827                         build_all_zonelists(NULL);
2828                         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
2829                 }
2830         }
2831 out:
2832         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
2833         return ret;
2834 }
2835
2836
2837 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
2838 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2839
2840 /**
2841  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2842  * @node: node whose fallback list we're appending
2843  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2844  *
2845  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2846  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2847  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2848  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2849  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2850  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2851  * on them otherwise.
2852  * It returns -1 if no node is found.
2853  */
2854 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2855 {
2856         int n, val;
2857         int min_val = INT_MAX;
2858         int best_node = -1;
2859         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2860
2861         /* Use the local node if we haven't already */
2862         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2863                 node_set(node, *used_node_mask);
2864                 return node;
2865         }
2866
2867         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2868
2869                 /* Don't want a node to appear more than once */
2870                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2871                         continue;
2872
2873                 /* Use the distance array to find the distance */
2874                 val = node_distance(node, n);
2875
2876                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2877                 val += (n < node);
2878
2879                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2880                 tmp = cpumask_of_node(n);
2881                 if (!cpumask_empty(tmp))
2882                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2883
2884                 /* Slight preference for less loaded node */
2885                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2886                 val += node_load[n];
2887
2888                 if (val < min_val) {
2889                         min_val = val;
2890                         best_node = n;
2891                 }
2892         }
2893
2894         if (best_node >= 0)
2895                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2896
2897         return best_node;
2898 }
2899
2900
2901 /*
2902  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2903  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2904  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2905  */
2906 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2907 {
2908         int j;
2909         struct zonelist *zonelist;
2910
2911         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2912         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2913                 ;
2914         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2915                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2916         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2917         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2918 }
2919
2920 /*
2921  * Build gfp_thisnode zonelists
2922  */
2923 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2924 {
2925         int j;
2926         struct zonelist *zonelist;
2927
2928         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2929         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2930         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2931         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2932 }
2933
2934 /*
2935  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2936  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2937  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2938  * may still exist in local DMA zone.
2939  */
2940 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2941
2942 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2943 {
2944         int pos, j, node;
2945         int zone_type;          /* needs to be signed */
2946         struct zone *z;
2947         struct zonelist *zonelist;
2948
2949         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2950         pos = 0;
2951         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2952                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2953                         node = node_order[j];
2954                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2955                         if (populated_zone(z)) {
2956                                 zoneref_set_zone(z,
2957                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2958                                 check_highest_zone(zone_type);
2959                         }
2960                 }
2961         }
2962         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2963         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2964 }
2965
2966 static int default_zonelist_order(void)
2967 {
2968         int nid, zone_type;
2969         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2970         struct zone *z;
2971         int average_size;
2972         /*
2973          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the system.
2974          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2975          * into OOM very easily.
2976          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and configures zone order.
2977          */
2978         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2979         low_kmem_size = 0;
2980         total_size = 0;
2981         for_each_online_node(nid) {
2982                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2983                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2984                         if (populated_zone(z)) {
2985                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2986                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2987                                 total_size += z->present_pages;
2988                         } else if (zone_type == ZONE_NORMAL) {
2989                                 /*
2990                                  * If any node has only lowmem, then node order
2991                                  * is preferred to allow kernel allocations
2992                                  * locally; otherwise, they can easily infringe
2993                                  * on other nodes when there is an abundance of
2994                                  * lowmem available to allocate from.
2995                                  */
2996                                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2997                         }
2998                 }
2999         }
3000         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
3001             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
3002                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3003         /*
3004          * look into each node's config.
3005          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
3006          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
3007          */
3008         average_size = total_size /
3009                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
3010         for_each_online_node(nid) {
3011                 low_kmem_size = 0;
3012                 total_size = 0;
3013                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3014                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3015                         if (populated_zone(z)) {
3016                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3017                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3018                                 total_size += z->present_pages;
3019                         }
3020                 }
3021                 if (low_kmem_size &&
3022                     total_size > average_size && /* ignore small node */
3023                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
3024                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
3025         }
3026         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
3027 }
3028
3029 static void set_zonelist_order(void)
3030 {
3031         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
3032                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
3033         else
3034                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
3035 }
3036
3037 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3038 {
3039         int j, node, load;
3040         enum zone_type i;
3041         nodemask_t used_mask;
3042         int local_node, prev_node;
3043         struct zonelist *zonelist;
3044         int order = current_zonelist_order;
3045
3046         /* initialize zonelists */
3047         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
3048                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
3049                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
3050                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
3051         }
3052
3053         /* NUMA-aware ordering of nodes */
3054         local_node = pgdat->node_id;
3055         load = nr_online_nodes;
3056         prev_node = local_node;
3057         nodes_clear(used_mask);
3058
3059         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
3060         j = 0;
3061
3062         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
3063                 int distance = node_distance(local_node, node);
3064
3065                 /*
3066                  * If another node is sufficiently far away then it is better
3067                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
3068                  */
3069                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
3070                         zone_reclaim_mode = 1;
3071
3072                 /*
3073                  * We don't want to pressure a particular node.
3074                  * So adding penalty to the first node in same
3075                  * distance group to make it round-robin.
3076                  */
3077                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
3078                         node_load[node] = load;
3079
3080                 prev_node = node;
3081                 load--;
3082                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
3083                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
3084                 else
3085                         node_order[j++] = node; /* remember order */
3086         }
3087
3088         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
3089                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
3090                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
3091         }
3092
3093         build_thisnode_zonelists(pgdat);
3094 }
3095
3096 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
3097 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3098 {
3099         struct zonelist *zonelist;
3100         struct zonelist_cache *zlc;
3101         struct zoneref *z;
3102
3103         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3104         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
3105         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
3106         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
3107                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
3108 }
3109
3110 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3111 /*
3112  * Return node id of node used for "local" allocations.
3113  * I.e., first node id of first zone in arg node's generic zonelist.
3114  * Used for initializing percpu 'numa_mem', which is used primarily
3115  * for kernel allocations, so use GFP_KERNEL flags to locate zonelist.
3116  */
3117 int local_memory_node(int node)
3118 {
3119         struct zone *zone;
3120
3121         (void)first_zones_zonelist(node_zonelist(node, GFP_KERNEL),
3122                                    gfp_zone(GFP_KERNEL),
3123                                    NULL,
3124                                    &zone);
3125         return zone->node;
3126 }
3127 #endif
3128
3129 #else   /* CONFIG_NUMA */
3130
3131 static void set_zonelist_order(void)
3132 {
3133         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3134 }
3135
3136 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3137 {
3138         int node, local_node;
3139         enum zone_type j;
3140         struct zonelist *zonelist;
3141
3142         local_node = pgdat->node_id;
3143
3144         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3145         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
3146
3147         /*
3148          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
3149          * of all the other nodes.
3150          * We don't want to pressure a particular node, so when
3151          * building the zones for node N, we make sure that the
3152          * zones coming right after the local ones are those from
3153          * node N+1 (modulo N)
3154          */
3155         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
3156                 if (!node_online(node))
3157                         continue;
3158                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3159                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3160         }
3161         for (node = 0; node < local_node; node++) {
3162                 if (!node_online(node))
3163                         continue;
3164                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3165                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3166         }
3167
3168         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3169         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3170 }
3171
3172 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
3173 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3174 {
3175         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
3176 }
3177
3178 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3179
3180 /*
3181  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
3182  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
3183  * that an item put on a list will immediately be handed over to
3184  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
3185  * with interrupts disabled.
3186  *
3187  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
3188  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
3189  * hotplugged processors.
3190  *
3191  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
3192  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
3193  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
3194  */
3195 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
3196 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
3197 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone);
3198
3199 /*
3200  * Global mutex to protect against size modification of zonelists
3201  * as well as to serialize pageset setup for the new populated zone.
3202  */
3203 DEFINE_MUTEX(zonelists_mutex);
3204
3205 /* return values int ....just for stop_machine() */
3206 static __init_refok int __build_all_zonelists(void *data)
3207 {
3208         int nid;
3209         int cpu;
3210
3211 #ifdef CONFIG_NUMA
3212         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
3213 #endif
3214         for_each_online_node(nid) {
3215                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3216
3217                 build_zonelists(pgdat);
3218                 build_zonelist_cache(pgdat);
3219         }
3220
3221         /*
3222          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
3223          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
3224          * each zone will be allocated later when the per cpu
3225          * allocator is available.
3226          *
3227          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
3228          * cpus if the system is already booted because the pagesets
3229          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
3230          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
3231          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
3232          * (a chicken-egg dilemma).
3233          */
3234         for_each_possible_cpu(cpu) {
3235                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
3236
3237 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3238                 /*
3239                  * We now know the "local memory node" for each node--
3240                  * i.e., the node of the first zone in the generic zonelist.
3241                  * Set up numa_mem percpu variable for on-line cpus.  During
3242                  * boot, only the boot cpu should be on-line;  we'll init the
3243                  * secondary cpus' numa_mem as they come on-line.  During
3244                  * node/memory hotplug, we'll fixup all on-line cpus.
3245                  */
3246                 if (cpu_online(cpu))
3247                         set_cpu_numa_mem(cpu, local_memory_node(cpu_to_node(cpu)));
3248 #endif
3249         }
3250
3251         return 0;
3252 }
3253
3254 /*
3255  * Called with zonelists_mutex held always
3256  * unless system_state == SYSTEM_BOOTING.
3257  */
3258 void __ref build_all_zonelists(void *data)
3259 {
3260         set_zonelist_order();
3261
3262         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
3263                 __build_all_zonelists(NULL);
3264                 mminit_verify_zonelist();
3265                 cpuset_init_current_mems_allowed();
3266         } else {
3267                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
3268                    of zonelist */
3269 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3270                 if (data)
3271                         setup_zone_pageset((struct zone *)data);
3272 #endif
3273                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
3274                 /* cpuset refresh routine should be here */
3275         }
3276         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
3277         /*
3278          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
3279          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
3280          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
3281          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
3282          * disabled and enable it later
3283          */
3284         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
3285                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
3286         else
3287                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
3288
3289         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
3290                 "Total pages: %ld\n",
3291                         nr_online_nodes,
3292                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
3293                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
3294                         vm_total_pages);
3295 #ifdef CONFIG_NUMA
3296         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
3297 #endif
3298 }
3299
3300 /*
3301  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
3302  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
3303  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
3304  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
3305  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
3306  * conservative, even though it seems large.
3307  *
3308  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
3309  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
3310  */
3311 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
3312
3313 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3314 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3315 {
3316         unsigned long size = 1;
3317
3318         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
3319
3320         while (size < pages)
3321                 size <<= 1;
3322
3323         /*
3324          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
3325          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
3326          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
3327          */
3328         size = min(size, 4096UL);
3329
3330         return max(size, 4UL);
3331 }
3332 #else
3333 /*
3334  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
3335  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
3336  *
3337  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
3338  *
3339  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
3340  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
3341  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
3342  *
3343  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
3344  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
3345  *
3346  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
3347  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
3348  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
3349  */
3350 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3351 {
3352         return 4096UL;
3353 }
3354 #endif
3355
3356 /*
3357  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
3358  * to extract the more random high bits from the multiplicative
3359  * hash function before the remainder is taken.
3360  */
3361 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
3362 {
3363         return ffz(~size);
3364 }
3365
3366 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
3367
3368 /*
3369  * Check if a pageblock contains reserved pages
3370  */
3371 static int pageblock_is_reserved(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3372 {
3373         unsigned long pfn;
3374
3375         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3376                 if (!pfn_valid_within(pfn) || PageReserved(pfn_to_page(pfn)))
3377                         return 1;
3378         }
3379         return 0;
3380 }
3381
3382 /*
3383  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
3384  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
3385  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
3386  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
3387  * blocks as reclaim kicks in
3388  */
3389 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
3390 {
3391         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn, block_end_pfn;
3392         struct page *page;
3393         unsigned long block_migratetype;
3394         int reserve;
3395
3396         /*
3397          * Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve
3398          * We have to be careful to be aligned to pageblock_nr_pages to
3399          * make sure that we always check pfn_valid for the first page in
3400          * the block.
3401          */
3402         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
3403         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
3404         start_pfn = roundup(start_pfn, pageblock_nr_pages);
3405         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
3406                                                         pageblock_order;
3407
3408         /*
3409          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
3410          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
3411          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
3412          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
3413          * future allocation of hugepages at runtime.
3414          */
3415         reserve = min(2, reserve);
3416
3417         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
3418                 if (!pfn_valid(pfn))
3419                         continue;
3420                 page = pfn_to_page(pfn);
3421
3422                 /* Watch out for overlapping nodes */
3423                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
3424                         continue;
3425
3426                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
3427                 block_end_pfn = min(pfn + pageblock_nr_pages, end_pfn);
3428                 if (pageblock_is_reserved(pfn, block_end_pfn))
3429                         continue;
3430
3431                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
3432
3433                 /* If this block is reserved, account for it */
3434                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3435                         reserve--;
3436                         continue;
3437                 }
3438
3439                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
3440                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
3441                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
3442                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
3443                         reserve--;
3444                         continue;
3445                 }
3446
3447                 /*
3448                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
3449                  * take it back
3450                  */
3451                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3452                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3453                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
3454                 }
3455         }
3456 }
3457
3458 /*
3459  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
3460  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
3461  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
3462  */
3463 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
3464                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
3465 {
3466         struct page *page;
3467         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
3468         unsigned long pfn;
3469         struct zone *z;
3470
3471         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
3472                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
3473
3474         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
3475         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3476                 /*
3477                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
3478                  * handed to this function.  They do not
3479                  * exist on hotplugged memory.
3480                  */
3481                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
3482                         if (!early_pfn_valid(pfn))
3483                                 continue;
3484                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
3485                                 continue;
3486                 }
3487                 page = pfn_to_page(pfn);
3488                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
3489                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
3490                 init_page_count(page);
3491                 reset_page_mapcount(page);
3492                 SetPageReserved(page);
3493                 /*
3494                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
3495                  * movable at startup. This will force kernel allocations
3496                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
3497                  * the address space during boot when many long-lived
3498                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
3499                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
3500                  * setup_zone_migrate_reserve()
3501                  *
3502                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
3503                  * can be created for invalid pages (for alignment)
3504                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
3505                  * pfn out of zone.
3506                  */
3507                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
3508                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
3509                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
3510                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3511
3512                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
3513 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
3514                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3515                 if (!is_highmem_idx(zone))
3516                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3517 #endif
3518         }
3519 }
3520
3521 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3522 {
3523         int order, t;
3524         for_each_migratetype_order(order, t) {
3525                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3526                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3527         }
3528 }
3529
3530 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3531 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3532         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3533 #endif
3534
3535 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
3536 {
3537 #ifdef CONFIG_MMU
3538         int batch;
3539
3540         /*
3541          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3542          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
3543          *
3544          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
3545          */
3546         batch = zone->present_pages / 1024;
3547         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
3548                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
3549         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
3550         if (batch < 1)
3551                 batch = 1;
3552
3553         /*
3554          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
3555          * of 2 value was found to be more likely to have
3556          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
3557          *
3558          * For example if 2 tasks are alternately allocating
3559          * batches of pages, one task can end up with a lot
3560          * of pages of one half of the possible page colors
3561          * and the other with pages of the other colors.
3562          */
3563         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
3564
3565         return batch;
3566
3567 #else
3568         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
3569          * conditions.
3570          *
3571          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
3572          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
3573          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
3574          *
3575          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
3576          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
3577          * can be a significant delay between the individual batches being
3578          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
3579          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
3580          */
3581         return 0;
3582 #endif
3583 }
3584
3585 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
3586 {
3587         struct per_cpu_pages *pcp;
3588         int migratetype;
3589
3590         memset(p, 0, sizeof(*p));
3591
3592         pcp = &p->pcp;
3593         pcp->count = 0;
3594         pcp->high = 6 * batch;
3595         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
3596         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
3597                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
3598 }
3599
3600 /*
3601  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
3602  * to the value high for the pageset p.
3603  */
3604
3605 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
3606                                 unsigned long high)
3607 {
3608         struct per_cpu_pages *pcp;
3609
3610         pcp = &p->pcp;
3611         pcp->high = high;
3612         pcp->batch = max(1UL, high/4);
3613         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
3614                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
3615 }
3616
3617 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone)
3618 {
3619         int cpu;
3620
3621         zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
3622
3623         for_each_possible_cpu(cpu) {
3624                 struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3625
3626                 setup_pageset(pcp, zone_batchsize(zone));
3627
3628                 if (percpu_pagelist_fraction)
3629                         setup_pagelist_highmark(pcp,
3630                                 (zone->present_pages /
3631                                         percpu_pagelist_fraction));
3632         }
3633 }
3634
3635 /*
3636  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
3637  * Before this call only boot pagesets were available.
3638  */
3639 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
3640 {
3641         struct zone *zone;
3642
3643         for_each_populated_zone(zone)
3644                 setup_zone_pageset(zone);
3645 }
3646
3647 static noinline __init_refok
3648 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3649 {
3650         int i;
3651         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3652         size_t alloc_size;
3653
3654         /*
3655          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3656          * per zone.
3657          */
3658         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3659                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3660         zone->wait_table_bits =
3661                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3662         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3663                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3664
3665         if (!slab_is_available()) {
3666                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3667                         alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, alloc_size);
3668         } else {
3669                 /*
3670                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3671                  * via memory hot-add.
3672                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3673                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3674                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3675                  * node itself as well.
3676                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3677                  * necessary.
3678                  */
3679                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3680         }
3681         if (!zone->wait_table)
3682                 return -ENOMEM;
3683
3684         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3685                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3686
3687         return 0;
3688 }
3689
3690 static int __zone_pcp_update(void *data)
3691 {
3692         struct zone *zone = data;
3693         int cpu;
3694         unsigned long batch = zone_batchsize(zone), flags;
3695
3696         for_each_possible_cpu(cpu) {
3697                 struct per_cpu_pageset *pset;
3698                 struct per_cpu_pages *pcp;
3699
3700                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3701                 pcp = &pset->pcp;
3702
3703                 local_irq_save(flags);
3704                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
3705                 setup_pageset(pset, batch);
3706                 local_irq_restore(flags);
3707         }
3708         return 0;
3709 }
3710
3711 void zone_pcp_update(struct zone *zone)
3712 {
3713         stop_machine(__zone_pcp_update, zone, NULL);
3714 }
3715
3716 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3717 {
3718         /*
3719          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
3720          * relies on the ability of the linker to provide the
3721          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
3722          */
3723         zone->pageset = &boot_pageset;
3724
3725         if (zone->present_pages)
3726                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
3727                         zone->name, zone->present_pages,
3728                                          zone_batchsize(zone));
3729 }
3730
3731 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3732                                         unsigned long zone_start_pfn,
3733                                         unsigned long size,
3734                                         enum memmap_context context)
3735 {
3736         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3737         int ret;
3738         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3739         if (ret)
3740                 return ret;
3741         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3742
3743         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3744
3745         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3746                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3747                         pgdat->node_id,
3748                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3749                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3750
3751         zone_init_free_lists(zone);
3752
3753         return 0;
3754 }
3755
3756 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3757 /*
3758  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3759  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3760  */
3761 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3762 {
3763         int i;
3764
3765         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3766                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3767                         return i;
3768
3769         return -1;
3770 }
3771
3772 /*
3773  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3774  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3775  */
3776 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3777 {
3778         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3779                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3780                         return index;
3781
3782         return -1;
3783 }
3784
3785 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3786 /*
3787  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3788  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3789  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3790  * alternative
3791  */
3792 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3793 {
3794         int i;
3795
3796         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3797                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3798                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3799
3800                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3801                         return early_node_map[i].nid;
3802         }
3803         /* This is a memory hole */
3804         return -1;
3805 }
3806 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3807
3808 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3809 {
3810         int nid;
3811
3812         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3813         if (nid >= 0)
3814                 return nid;
3815         /* just returns 0 */
3816         return 0;
3817 }
3818
3819 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3820 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3821 {
3822         int nid;
3823
3824         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3825         if (nid >= 0 && nid != node)
3826                 return false;
3827         return true;
3828 }
3829 #endif
3830
3831 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3832 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3833         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3834                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3835
3836 /**
3837  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3838  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3839  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3840  *
3841  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3842  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3843  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3844  */
3845 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3846                                                 unsigned long max_low_pfn)
3847 {
3848         int i;
3849
3850         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3851                 unsigned long size_pages = 0;
3852                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3853
3854                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3855                         continue;
3856
3857                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3858                         end_pfn = max_low_pfn;
3859
3860                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3861                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3862                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3863                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3864         }
3865 }
3866
3867 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK
3868 /*
3869  * Basic iterator support. Return the last range of PFNs for a node
3870  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns last region regardless of node
3871  */
3872 static int __meminit last_active_region_index_in_nid(int nid)
3873 {
3874         int i;
3875
3876         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i >= 0; i--)
3877                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3878                         return i;
3879
3880         return -1;
3881 }
3882
3883 /*
3884  * Basic iterator support. Return the previous active range of PFNs for a node
3885  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3886  */
3887 static int __meminit previous_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3888 {
3889         for (index = index - 1; index >= 0; index--)
3890                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3891                         return index;
3892
3893         return -1;
3894 }
3895
3896 #define for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) \
3897         for (i = last_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3898                                 i = previous_active_region_index_in_nid(i, nid))
3899
3900 u64 __init find_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
3901                                         u64 goal, u64 limit)
3902 {
3903         int i;
3904
3905         /* Need to go over early_node_map to find out good range for node */
3906         for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) {
3907                 u64 addr;
3908                 u64 ei_start, ei_last;
3909                 u64 final_start, final_end;
3910
3911                 ei_last = early_node_map[i].end_pfn;
3912                 ei_last <<= PAGE_SHIFT;
3913                 ei_start = early_node_map[i].start_pfn;
3914                 ei_start <<= PAGE_SHIFT;
3915
3916                 final_start = max(ei_start, goal);
3917                 final_end = min(ei_last, limit);
3918
3919                 if (final_start >= final_end)
3920                         continue;
3921
3922                 addr = memblock_find_in_range(final_start, final_end, size, align);
3923
3924                 if (addr == MEMBLOCK_ERROR)
3925                         continue;
3926
3927                 return addr;
3928         }
3929
3930         return MEMBLOCK_ERROR;
3931 }
3932 #endif
3933
3934 int __init add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
3935                                    int nr_range, int nid)
3936 {
3937         int i;
3938         u64 start, end;
3939
3940         /* need to go over early_node_map to find out good range for node */
3941         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3942                 start = early_node_map[i].start_pfn;
3943                 end = early_node_map[i].end_pfn;
3944                 nr_range = add_range(range, az, nr_range, start, end);
3945         }
3946         return nr_range;
3947 }
3948
3949 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3950 {
3951         int i;
3952         int ret;
3953
3954         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3955                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3956                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3957                 if (ret)
3958                         break;
3959         }
3960 }
3961 /**
3962  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3963  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3964  *
3965  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3966  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3967  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3968  */
3969 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3970 {
3971         int i;
3972
3973         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3974                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3975                                 early_node_map[i].start_pfn,
3976                                 early_node_map[i].end_pfn);
3977 }
3978
3979 /**
3980  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3981  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3982  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3983  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3984  *
3985  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3986  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3987  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3988  * PFNs will be 0.
3989  */
3990 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3991                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3992 {
3993         int i;
3994         *start_pfn = -1UL;
3995         *end_pfn = 0;
3996
3997         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3998                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3999                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
4000         }
4001
4002         if (*start_pfn == -1UL)
4003                 *start_pfn = 0;
4004 }
4005
4006 /*
4007  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
4008  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
4009  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
4010  */
4011 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
4012 {
4013         int zone_index;
4014         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
4015                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
4016                         continue;
4017
4018                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
4019                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
4020                         break;
4021         }
4022
4023         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
4024         movable_zone = zone_index;
4025 }
4026
4027 /*
4028  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
4029  * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
4030  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
4031  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
4032  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
4033  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
4034  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
4035  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
4036  */
4037 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
4038                                         unsigned long zone_type,
4039                                         unsigned long node_start_pfn,
4040                                         unsigned long node_end_pfn,
4041                                         unsigned long *zone_start_pfn,
4042                                         unsigned long *zone_end_pfn)
4043 {
4044         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
4045         if (zone_movable_pfn[nid]) {
4046                 /* Size ZONE_MOVABLE */
4047                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
4048                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4049                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
4050                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
4051
4052                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
4053                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
4054                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
4055                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4056
4057                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
4058                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
4059                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
4060         }
4061 }
4062
4063 /*
4064  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
4065  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
4066  */
4067 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4068                                         unsigned long zone_type,
4069                                         unsigned long *ignored)
4070 {
4071         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4072         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4073
4074         /* Get the start and end of the node and zone */
4075         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4076         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4077         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4078         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4079                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
4080                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4081
4082         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
4083         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
4084                 return 0;
4085
4086         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
4087         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
4088         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
4089
4090         /* Return the spanned pages */
4091         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
4092 }
4093
4094 /*
4095  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
4096  * then all holes in the requested range will be accounted for.
4097  */
4098 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
4099                                 unsigned long range_start_pfn,
4100                                 unsigned long range_end_pfn)
4101 {
4102         int i = 0;
4103         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
4104         unsigned long start_pfn;
4105
4106         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
4107         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
4108         if (i == -1)
4109                 return 0;
4110
4111         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4112
4113         /* Account for ranges before physical memory on this node */
4114         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
4115                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
4116
4117         /* Find all holes for the zone within the node */
4118         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
4119
4120                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
4121                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
4122                         break;
4123
4124                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
4125                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4126                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
4127
4128                 /* Update the hole size cound and move on */
4129                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
4130                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
4131                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
4132                 }
4133                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4134         }
4135
4136         /* Account for ranges past physical memory on this node */
4137         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
4138                 hole_pages += range_end_pfn -
4139                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
4140
4141         return hole_pages;
4142 }
4143
4144 /**
4145  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
4146  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
4147  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
4148  *
4149  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
4150  */
4151 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
4152                                                         unsigned long end_pfn)
4153 {
4154         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
4155 }
4156
4157 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
4158 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4159                                         unsigned long zone_type,
4160                                         unsigned long *ignored)
4161 {
4162         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4163         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4164
4165         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4166         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
4167                                                         node_start_pfn);
4168         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
4169                                                         node_end_pfn);
4170
4171         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4172                         node_start_pfn, node_end_pfn,
4173                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4174         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
4175 }
4176
4177 #else
4178 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4179                                         unsigned long zone_type,
4180                                         unsigned long *zones_size)
4181 {
4182         return zones_size[zone_type];
4183 }
4184
4185 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4186                                                 unsigned long zone_type,
4187                                                 unsigned long *zholes_size)
4188 {
4189         if (!zholes_size)
4190                 return 0;
4191
4192         return zholes_size[zone_type];
4193 }
4194
4195 #endif
4196
4197 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
4198                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4199 {
4200         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
4201         enum zone_type i;
4202
4203         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4204                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4205                                                                 zones_size);
4206         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
4207
4208         realtotalpages = totalpages;
4209         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4210                 realtotalpages -=
4211                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4212                                                                 zholes_size);
4213         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
4214         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
4215                                                         realtotalpages);
4216 }
4217
4218 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
4219 /*
4220  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
4221  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
4222  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
4223  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
4224  * bytes.
4225  */
4226 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
4227 {
4228         unsigned long usemapsize;
4229
4230         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
4231         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
4232         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
4233         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
4234
4235         return usemapsize / 8;
4236 }
4237
4238 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4239                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
4240 {
4241         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
4242         zone->pageblock_flags = NULL;
4243         if (usemapsize)
4244                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat,
4245                                                                    usemapsize);
4246 }
4247 #else
4248 static inline void setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4249                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
4250 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4251
4252 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
4253
4254 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
4255 static inline int pageblock_default_order(void)
4256 {
4257         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
4258                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
4259
4260         return MAX_ORDER-1;
4261 }
4262
4263 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
4264 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
4265 {
4266         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
4267         if (pageblock_order)
4268                 return;
4269
4270         /*
4271          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
4272          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
4273          */
4274         pageblock_order = order;
4275 }
4276 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4277
4278 /*
4279  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
4280  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
4281  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
4282  * pageblock_order based on the kernel config
4283  */
4284 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
4285 {
4286         return MAX_ORDER-1;
4287 }
4288 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
4289
4290 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4291
4292 /*
4293  * Set up the zone data structures:
4294  *   - mark all pages reserved
4295  *   - mark all memory queues empty
4296  *   - clear the memory bitmaps
4297  */
4298 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
4299                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4300 {
4301         enum zone_type j;
4302         int nid = pgdat->node_id;
4303         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
4304         int ret;
4305
4306         pgdat_resize_init(pgdat);
4307         pgdat->nr_zones = 0;
4308         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
4309         pgdat->kswapd_max_order = 0;
4310         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
4311         
4312         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4313                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4314                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
4315                 enum lru_list l;
4316
4317                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
4318                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
4319                                                                 zholes_size);
4320
4321                 /*
4322                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
4323                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
4324                  * and per-cpu initialisations
4325                  */
4326                 memmap_pages =
4327                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
4328                 if (realsize >= memmap_pages) {
4329                         realsize -= memmap_pages;
4330                         if (memmap_pages)
4331                                 printk(KERN_DEBUG
4332                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
4333                                        zone_names[j], memmap_pages);
4334                 } else
4335                         printk(KERN_WARNING
4336                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
4337                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
4338
4339                 /* Account for reserved pages */
4340                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
4341                         realsize -= dma_reserve;
4342                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
4343                                         zone_names[0], dma_reserve);
4344                 }
4345
4346                 if (!is_highmem_idx(j))
4347                         nr_kernel_pages += realsize;
4348                 nr_all_pages += realsize;
4349
4350                 zone->spanned_pages = size;
4351                 zone->present_pages = realsize;
4352 #ifdef CONFIG_NUMA
4353                 zone->node = nid;
4354                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
4355                                                 / 100;
4356                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4357 #endif
4358                 zone->name = zone_names[j];
4359                 spin_lock_init(&zone->lock);
4360                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
4361                 zone_seqlock_init(zone);
4362                 zone->zone_pgdat = pgdat;
4363
4364                 zone_pcp_init(zone);
4365                 for_each_lru(l)
4366                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
4367                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
4368                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
4369                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
4370                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
4371                 zap_zone_vm_stats(zone);
4372                 zone->flags = 0;
4373                 if (!size)
4374                         continue;
4375
4376                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
4377                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
4378                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
4379                                                 size, MEMMAP_EARLY);
4380                 BUG_ON(ret);
4381                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
4382                 zone_start_pfn += size;
4383         }
4384 }
4385
4386 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
4387 {
4388         /* Skip empty nodes */
4389         if (!pgdat->node_spanned_pages)
4390                 return;
4391
4392 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4393         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
4394         if (!pgdat->node_mem_map) {
4395                 unsigned long size, start, end;
4396                 struct page *map;
4397
4398                 /*
4399                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
4400                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
4401                  * for the buddy allocator to function correctly.
4402                  */
4403                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
4404                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
4405                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4406                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
4407                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
4408                 if (!map)
4409                         map = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, size);
4410                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
4411         }
4412 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4413         /*
4414          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
4415          */
4416         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
4417                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
4418 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4419                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
4420                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
4421 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4422         }
4423 #endif
4424 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
4425 }
4426
4427 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
4428                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
4429 {
4430         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4431
4432         pgdat->node_id = nid;
4433         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
4434         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
4435
4436         alloc_node_mem_map(pgdat);
4437 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4438         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
4439                 nid, (unsigned long)pgdat,
4440                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
4441 #endif
4442
4443         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
4444 }
4445
4446 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4447
4448 #if MAX_NUMNODES > 1
4449 /*
4450  * Figure out the number of possible node ids.
4451  */
4452 static void __init setup_nr_node_ids(void)
4453 {
4454         unsigned int node;
4455         unsigned int highest = 0;
4456
4457         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
4458                 highest = node;
4459         nr_node_ids = highest + 1;
4460 }
4461 #else
4462 static inline void setup_nr_node_ids(void)
4463 {
4464 }
4465 #endif
4466
4467 /**
4468  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
4469  * @nid: The node ID the range resides on
4470  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
4471  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
4472  *
4473  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
4474  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
4475  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
4476  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
4477  * the range being registered will be merged with existing ranges.
4478  */
4479 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4480                                                 unsigned long end_pfn)
4481 {
4482         int i;
4483
4484         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
4485                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
4486                         "%d entries of %d used\n",
4487                         nid, start_pfn, end_pfn,
4488                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
4489
4490         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
4491
4492         /* Merge with existing active regions if possible */
4493         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4494                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4495                         continue;
4496
4497                 /* Skip if an existing region covers this new one */
4498                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
4499                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
4500                         return;
4501
4502                 /* Merge forward if suitable */
4503                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
4504                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
4505                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4506                         return;
4507                 }
4508
4509                 /* Merge backward if suitable */
4510                 if (start_pfn < early_node_map[i].start_pfn &&
4511                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
4512                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4513                         return;
4514                 }
4515         }
4516
4517         /* Check that early_node_map is large enough */
4518         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
4519                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
4520                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
4521                 return;
4522         }
4523
4524         early_node_map[i].nid = nid;
4525         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4526         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4527         nr_nodemap_entries = i + 1;
4528 }
4529
4530 /**
4531  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
4532  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
4533  * @start_pfn: The new PFN of the range
4534  * @end_pfn: The new PFN of the range
4535  *
4536  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
4537  * The map is kept near the end physical page range that has already been
4538  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
4539  * range.
4540  */
4541 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4542                                 unsigned long end_pfn)
4543 {
4544         int i, j;
4545         int removed = 0;
4546
4547         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
4548                           nid, start_pfn, end_pfn);
4549
4550         /* Find the old active region end and shrink */
4551         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4552                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4553                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
4554                         /* clear it */
4555                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
4556                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
4557                         removed = 1;
4558                         continue;
4559                 }
4560                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
4561                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
4562                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4563                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
4564                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
4565                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
4566                         continue;
4567                 }
4568                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4569                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
4570                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
4571                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
4572                         continue;
4573                 }
4574         }
4575
4576         if (!removed)
4577                 return;
4578
4579         /* remove the blank ones */
4580         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
4581                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4582                         continue;
4583                 if (early_node_map[i].end_pfn)
4584                         continue;
4585                 /* we found it, get rid of it */
4586                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
4587                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
4588                                 sizeof(early_node_map[j]));
4589                 j = nr_nodemap_entries - 1;
4590                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
4591                 nr_nodemap_entries--;
4592         }
4593 }
4594
4595 /**
4596  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
4597  *
4598  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
4599  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
4600  * all currently registered regions.
4601  */
4602 void __init remove_all_active_ranges(void)
4603 {
4604         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
4605         nr_nodemap_entries = 0;
4606 }
4607
4608 /* Compare two active node_active_regions */
4609 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
4610 {
4611         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
4612         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
4613
4614         /* Done this way to avoid overflows */
4615         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
4616                 return 1;
4617         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
4618                 return -1;
4619
4620         return 0;
4621 }
4622
4623 /* sort the node_map by start_pfn */
4624 void __init sort_node_map(void)
4625 {
4626         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
4627                         sizeof(struct node_active_region),
4628                         cmp_node_active_region, NULL);
4629 }
4630
4631 /**
4632  * node_map_pfn_alignment - determine the maximum internode alignment
4633  *
4634  * This function should be called after node map is populated and sorted.
4635  * It calculates the maximum power of two alignment which can distinguish
4636  * all the nodes.
4637  *
4638  * For example, if all nodes are 1GiB and aligned to 1GiB, the return value
4639  * would indicate 1GiB alignment with (1 << (30 - PAGE_SHIFT)).  If the
4640  * nodes are shifted by 256MiB, 256MiB.  Note that if only the last node is
4641  * shifted, 1GiB is enough and this function will indicate so.
4642  *
4643  * This is used to test whether pfn -> nid mapping of the chosen memory
4644  * model has fine enough granularity to avoid incorrect mapping for the
4645  * populated node map.
4646  *
4647  * Returns the determined alignment in pfn's.  0 if there is no alignment
4648  * requirement (single node).
4649  */
4650 unsigned long __init node_map_pfn_alignment(void)
4651 {
4652         unsigned long accl_mask = 0, last_end = 0;
4653         int last_nid = -1;
4654         int i;
4655
4656         for_each_active_range_index_in_nid(i, MAX_NUMNODES) {
4657                 int nid = early_node_map[i].nid;
4658                 unsigned long start = early_node_map[i].start_pfn;
4659                 unsigned long end = early_node_map[i].end_pfn;
4660                 unsigned long mask;
4661
4662                 if (!start || last_nid < 0 || last_nid == nid) {
4663                         last_nid = nid;
4664                         last_end = end;
4665                         continue;
4666                 }
4667
4668                 /*
4669                  * Start with a mask granular enough to pin-point to the
4670                  * start pfn and tick off bits one-by-one until it becomes
4671                  * too coarse to separate the current node from the last.
4672                  */
4673                 mask = ~((1 << __ffs(start)) - 1);
4674                 while (mask && last_end <= (start & (mask << 1)))
4675                         mask <<= 1;
4676
4677                 /* accumulate all internode masks */
4678                 accl_mask |= mask;
4679         }
4680
4681         /* convert mask to number of pages */
4682         return ~accl_mask + 1;
4683 }
4684
4685 /* Find the lowest pfn for a node */
4686 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4687 {
4688         int i;
4689         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4690
4691         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
4692         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4693                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4694
4695         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4696                 printk(KERN_WARNING
4697                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4698                 return 0;
4699         }
4700
4701         return min_pfn;
4702 }
4703
4704 /**
4705  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4706  *
4707  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4708  * add_active_range().
4709  */
4710 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4711 {
4712         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4713 }
4714
4715 /*
4716  * early_calculate_totalpages()
4717  * Sum pages in active regions for movable zone.
4718  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
4719  */
4720 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4721 {
4722         int i;
4723         unsigned long totalpages = 0;
4724
4725         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4726                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
4727                                                 early_node_map[i].start_pfn;
4728                 totalpages += pages;
4729                 if (pages)
4730                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
4731         }
4732         return totalpages;
4733 }
4734
4735 /*
4736  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4737  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4738  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4739  * others
4740  */
4741 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
4742 {
4743         int i, nid;
4744         unsigned long usable_startpfn;
4745         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4746         /* save the state before borrow the nodemask */
4747         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_HIGH_MEMORY];
4748         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4749         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
4750
4751         /*
4752          * If movablecore was specified, calculate what size of
4753          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4754          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4755          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4756          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4757          * what movablecore would have allowed.
4758          */
4759         if (required_movablecore) {
4760                 unsigned long corepages;
4761
4762                 /*
4763                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4764                  * was requested by the user
4765                  */
4766                 required_movablecore =
4767                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4768                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4769
4770                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4771         }
4772
4773         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4774         if (!required_kernelcore)
4775                 goto out;
4776
4777         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4778         find_usable_zone_for_movable();
4779         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4780
4781 restart:
4782         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4783         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4784         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4785                 /*
4786                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4787                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4788                  * amount of memory for the kernel
4789                  */
4790                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4791                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4792
4793                 /*
4794                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4795                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4796                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4797                  */
4798                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4799
4800                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4801                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4802                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4803                         unsigned long size_pages;
4804
4805                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4806                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4807                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4808                         if (start_pfn >= end_pfn)
4809                                 continue;
4810
4811                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4812                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4813                                 unsigned long kernel_pages;
4814                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4815                                                                 - start_pfn;
4816
4817                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4818                                                         kernelcore_remaining);
4819                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4820                                                         required_kernelcore);
4821
4822                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4823                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4824
4825                                         /*
4826                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4827                                          * that if we have to rebalance
4828                                          * kernelcore across nodes, we will
4829                                          * not double account here
4830                                          */
4831                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4832                                         continue;
4833                                 }
4834                                 start_pfn = usable_startpfn;
4835                         }
4836
4837                         /*
4838                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4839                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4840                          * number of pages used as kernelcore
4841                          */
4842                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4843                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4844                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4845                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4846
4847                         /*
4848                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4849                          * break if the kernelcore for this node has been
4850                          * satisified
4851                          */
4852                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4853                                                                 size_pages);
4854                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4855                         if (!kernelcore_remaining)
4856                                 break;
4857                 }
4858         }
4859
4860         /*
4861          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4862          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4863          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4864          * satisified
4865          */
4866         usable_nodes--;
4867         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4868                 goto restart;
4869
4870         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4871         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4872                 zone_movable_pfn[nid] =
4873                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4874
4875 out:
4876         /* restore the node_state */
4877         node_states[N_HIGH_MEMORY] = saved_node_state;
4878 }
4879
4880 /* Any regular memory on that node ? */
4881 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4882 {
4883 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4884         enum zone_type zone_type;
4885
4886         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4887                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4888                 if (zone->present_pages)
4889                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4890         }
4891 #endif
4892 }
4893
4894 /**
4895  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4896  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4897  *
4898  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4899  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4900  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4901  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4902  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4903  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4904  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4905  * at arch_max_dma_pfn.
4906  */
4907 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4908 {
4909         unsigned long nid;
4910         int i;
4911
4912         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4913         sort_node_map();
4914
4915         /* Record where the zone boundaries are */
4916         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4917                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4918         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4919                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4920         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4921         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4922         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4923                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4924                         continue;
4925                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4926                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4927                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4928                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4929         }
4930         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4931         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4932
4933         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4934         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4935         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4936
4937         /* Print out the zone ranges */
4938         printk("Zone PFN ranges:\n");
4939         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4940                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4941                         continue;
4942                 printk("  %-8s ", zone_names[i]);
4943                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
4944                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
4945                         printk("empty\n");
4946                 else
4947                         printk("%0#10lx -> %0#10lx\n",
4948                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4949                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4950         }
4951
4952         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4953         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4954         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4955                 if (zone_movable_pfn[i])
4956                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4957         }
4958
4959         /* Print out the early_node_map[] */
4960         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4961         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4962                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4963                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4964                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4965
4966         /* Initialise every node */
4967         mminit_verify_pageflags_layout();
4968         setup_nr_node_ids();
4969         for_each_online_node(nid) {
4970                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4971                 free_area_init_node(nid, NULL,
4972                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4973
4974                 /* Any memory on that node */
4975                 if (pgdat->node_present_pages)
4976                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4977                 check_for_regular_memory(pgdat);
4978         }
4979 }
4980
4981 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4982 {
4983         unsigned long long coremem;
4984         if (!p)
4985                 return -EINVAL;
4986
4987         coremem = memparse(p, &p);
4988         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4989
4990         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4991         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4992
4993         return 0;
4994 }
4995
4996 /*
4997  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4998  * cannot be reclaimed or migrated.
4999  */
5000 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
5001 {
5002         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
5003 }
5004
5005 /*
5006  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5007  * can be reclaimed or migrated.
5008  */
5009 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
5010 {
5011         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
5012 }
5013
5014 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
5015 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
5016
5017 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
5018
5019 /**
5020  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
5021  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
5022  *
5023  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
5024  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
5025  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
5026  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
5027  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
5028  * smaller per-cpu batchsize.
5029  */
5030 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
5031 {
5032         dma_reserve = new_dma_reserve;
5033 }
5034
5035 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
5036 {
5037         free_area_init_node(0, zones_size,
5038                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
5039 }
5040
5041 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
5042                                  unsigned long action, void *hcpu)
5043 {
5044         int cpu = (unsigned long)hcpu;
5045
5046         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
5047                 drain_pages(cpu);
5048
5049                 /*
5050                  * Spill the event counters of the dead processor
5051                  * into the current processors event counters.
5052                  * This artificially elevates the count of the current
5053                  * processor.
5054                  */
5055                 vm_events_fold_cpu(cpu);
5056
5057                 /*
5058                  * Zero the differential counters of the dead processor
5059                  * so that the vm statistics are consistent.
5060                  *
5061                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
5062                  * race with what we are doing.
5063                  */
5064                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
5065         }
5066         return NOTIFY_OK;
5067 }
5068
5069 void __init page_alloc_init(void)
5070 {
5071         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
5072 }
5073
5074 /*
5075  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
5076  *      or min_free_kbytes changes.
5077  */
5078 static void calculate_totalreserve_pages(void)
5079 {
5080         struct pglist_data *pgdat;
5081         unsigned long reserve_pages = 0;
5082         enum zone_type i, j;
5083
5084         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5085                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5086                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
5087                         unsigned long max = 0;
5088
5089                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
5090                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5091                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
5092                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
5093                         }
5094
5095                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
5096                         max += high_wmark_pages(zone);
5097
5098                         if (max > zone->present_pages)
5099                                 max = zone->present_pages;
5100                         reserve_pages += max;
5101                 }
5102         }
5103         totalreserve_pages = reserve_pages;
5104 }
5105
5106 /*
5107  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
5108  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
5109  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
5110  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
5111  */
5112 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
5113 {
5114         struct pglist_data *pgdat;
5115         enum zone_type j, idx;
5116
5117         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5118                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5119                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
5120                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
5121
5122                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
5123
5124                         idx = j;
5125                         while (idx) {
5126                                 struct zone *lower_zone;
5127
5128                                 idx--;
5129
5130                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
5131                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
5132
5133                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
5134                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
5135                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
5136                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
5137                         }
5138                 }
5139         }
5140
5141         /* update totalreserve_pages */
5142         calculate_totalreserve_pages();
5143 }
5144
5145 /**
5146  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
5147  * or when memory is hot-{added|removed}
5148  *
5149  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
5150  * correctly with respect to min_free_kbytes.
5151  */
5152 void setup_per_zone_wmarks(void)
5153 {
5154         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
5155         unsigned long lowmem_pages = 0;
5156         struct zone *zone;
5157         unsigned long flags;
5158
5159         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
5160         for_each_zone(zone) {
5161                 if (!is_highmem(zone))
5162                         lowmem_pages += zone->present_pages;
5163         }
5164
5165         for_each_zone(zone) {
5166                 u64 tmp;
5167
5168                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5169                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
5170                 do_div(tmp, lowmem_pages);
5171                 if (is_highmem(zone)) {
5172                         /*
5173                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
5174                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
5175                          * value here.
5176                          *
5177                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
5178                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
5179                          * not be capped for highmem.
5180                          */
5181                         int min_pages;
5182
5183                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
5184                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
5185                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
5186                         if (min_pages > 128)
5187                                 min_pages = 128;
5188                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
5189                 } else {
5190                         /*
5191                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
5192                          * proportionate to the zone's size.
5193                          */
5194                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
5195                 }
5196
5197                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
5198                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
5199                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
5200                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5201         }
5202
5203         /* update totalreserve_pages */
5204         calculate_totalreserve_pages();
5205 }
5206
5207 /*
5208  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
5209  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
5210  * to be referenced again before it is swapped out.
5211  *
5212  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
5213  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
5214  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
5215  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
5216  *
5217  * total     target    max
5218  * memory    ratio     inactive anon
5219  * -------------------------------------
5220  *   10MB       1         5MB
5221  *  100MB       1        50MB
5222  *    1GB       3       250MB
5223  *   10GB      10       0.9GB
5224  *  100GB      31         3GB
5225  *    1TB     101        10GB
5226  *   10TB     320        32GB
5227  */
5228 static void __meminit calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
5229 {
5230         unsigned int gb, ratio;
5231
5232         /* Zone size in gigabytes */
5233         gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
5234         if (gb)
5235                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
5236         else
5237                 ratio = 1;
5238
5239         zone->inactive_ratio = ratio;
5240 }
5241
5242 static void __meminit setup_per_zone_inactive_ratio(void)
5243 {
5244         struct zone *zone;
5245
5246         for_each_zone(zone)
5247                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
5248 }
5249
5250 /*
5251  * Initialise min_free_kbytes.
5252  *
5253  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
5254  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
5255  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
5256  *
5257  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
5258  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
5259  *
5260  * which yields
5261  *
5262  * 16MB:        512k
5263  * 32MB:        724k
5264  * 64MB:        1024k
5265  * 128MB:       1448k
5266  * 256MB:       2048k
5267  * 512MB:       2896k
5268  * 1024MB:      4096k
5269  * 2048MB:      5792k
5270  * 4096MB:      8192k
5271  * 8192MB:      11584k
5272  * 16384MB:     16384k
5273  */
5274 int __meminit init_per_zone_wmark_min(void)
5275 {
5276         unsigned long lowmem_kbytes;
5277
5278         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
5279
5280         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
5281         if (min_free_kbytes < 128)
5282                 min_free_kbytes = 128;
5283         if (min_free_kbytes > 65536)
5284                 min_free_kbytes = 65536;
5285         setup_per_zone_wmarks();
5286         refresh_zone_stat_thresholds();
5287         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5288         setup_per_zone_inactive_ratio();
5289         return 0;
5290 }
5291 module_init(init_per_zone_wmark_min)
5292
5293 /*
5294  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
5295  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
5296  *      changes.
5297  */
5298 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
5299         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5300 {
5301         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
5302         if (write)
5303                 setup_per_zone_wmarks();
5304         return 0;
5305 }
5306
5307 #ifdef CONFIG_NUMA
5308 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5309         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5310 {
5311         struct zone *zone;
5312         int rc;
5313
5314         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5315         if (rc)
5316                 return rc;
5317
5318         for_each_zone(zone)
5319                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
5320                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
5321         return 0;
5322 }
5323
5324 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5325         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5326 {
5327         struct zone *zone;
5328         int rc;
5329
5330         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5331         if (rc)
5332                 return rc;
5333
5334         for_each_zone(zone)
5335                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
5336                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
5337         return 0;
5338 }
5339 #endif
5340
5341 /*
5342  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
5343  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
5344  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
5345  *
5346  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
5347  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
5348  * if in function of the boot time zone sizes.
5349  */
5350 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5351         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5352 {
5353         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5354         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5355         return 0;
5356 }
5357
5358 /*
5359  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
5360  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
5361  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
5362  */
5363
5364 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5365         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5366 {
5367         struct zone *zone;
5368         unsigned int cpu;
5369         int ret;
5370
5371         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5372         if (!write || (ret == -EINVAL))
5373                 return ret;
5374         for_each_populated_zone(zone) {
5375                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5376                         unsigned long  high;
5377                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
5378                         setup_pagelist_highmark(
5379                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu), high);
5380                 }
5381         }
5382         return 0;
5383 }
5384
5385 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
5386
5387 #ifdef CONFIG_NUMA
5388 static int __init set_hashdist(char *str)
5389 {
5390         if (!str)
5391                 return 0;
5392         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
5393         return 1;
5394 }
5395 __setup("hashdist=", set_hashdist);
5396 #endif
5397
5398 /*
5399  * allocate a large system hash table from bootmem
5400  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
5401  *   quantity of entries
5402  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
5403  */
5404 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
5405                                      unsigned long bucketsize,
5406                                      unsigned long numentries,
5407                                      int scale,
5408                                      int flags,
5409                                      unsigned int *_hash_shift,
5410                                      unsigned int *_hash_mask,
5411                                      unsigned long limit)
5412 {
5413         unsigned long long max = limit;
5414         unsigned long log2qty, size;
5415         void *table = NULL;
5416
5417         /* allow the kernel cmdline to have a say */
5418         if (!numentries) {
5419                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
5420                 numentries = nr_kernel_pages;
5421                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
5422                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
5423                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
5424
5425                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
5426                 if (scale > PAGE_SHIFT)
5427                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
5428                 else
5429                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
5430
5431                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
5432                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
5433                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
5434                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
5435                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
5436                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
5437                                 BUG_ON(!numentries);
5438                         }
5439                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
5440                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
5441         }
5442         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
5443
5444         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
5445         if (max == 0) {
5446                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
5447                 do_div(max, bucketsize);
5448         }
5449
5450         if (numentries > max)
5451                 numentries = max;
5452
5453         log2qty = ilog2(numentries);
5454
5455         do {
5456                 size = bucketsize << log2qty;
5457                 if (flags & HASH_EARLY)
5458                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
5459                 else if (hashdist)
5460                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
5461                 else {
5462                         /*
5463                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
5464                          * some pages at the end of hash table which
5465                          * alloc_pages_exact() automatically does
5466                          */
5467                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
5468                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
5469                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
5470                         }
5471                 }
5472         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
5473
5474         if (!table)
5475                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
5476
5477         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %ld (order: %d, %lu bytes)\n",
5478                tablename,
5479                (1UL << log2qty),
5480                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
5481                size);
5482
5483         if (_hash_shift)
5484                 *_hash_shift = log2qty;
5485         if (_hash_mask)
5486                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
5487
5488         return table;
5489 }
5490
5491 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
5492 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
5493                                                         unsigned long pfn)
5494 {
5495 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5496         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
5497 #else
5498         return zone->pageblock_flags;
5499 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5500 }
5501
5502 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
5503 {
5504 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5505         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
5506         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5507 #else
5508         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
5509         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5510 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5511 }
5512
5513 /**
5514  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
5515  * @page: The page within the block of interest
5516  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
5517  * @end_bitidx: The last bit of interest
5518  * returns pageblock_bits flags
5519  */
5520 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
5521                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5522 {
5523         struct zone *zone;
5524         unsigned long *bitmap;
5525         unsigned long pfn, bitidx;
5526         unsigned long flags = 0;
5527         unsigned long value = 1;
5528
5529         zone = page_zone(page);
5530         pfn = page_to_pfn(page);
5531         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5532         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5533
5534         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5535                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
5536                         flags |= value;
5537
5538         return flags;
5539 }
5540
5541 /**
5542  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
5543  * @page: The page within the block of interest
5544  * @start_bitidx: The first bit of interest
5545  * @end_bitidx: The last bit of interest
5546  * @flags: The flags to set
5547  */
5548 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
5549                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5550 {
5551         struct zone *zone;
5552         unsigned long *bitmap;
5553         unsigned long pfn, bitidx;
5554         unsigned long value = 1;
5555
5556         zone = page_zone(page);
5557         pfn = page_to_pfn(page);
5558         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5559         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5560         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
5561         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
5562
5563         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5564                 if (flags & value)
5565                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5566                 else
5567                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5568 }
5569
5570 /*
5571  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
5572  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
5573  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
5574  */
5575
5576 static int
5577 __count_immobile_pages(struct zone *zone, struct page *page, int count)
5578 {
5579         unsigned long pfn, iter, found;
5580         /*
5581          * For avoiding noise data, lru_add_drain_all() should be called
5582          * If ZONE_MOVABLE, the zone never contains immobile pages
5583          */
5584         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE)
5585                 return true;
5586
5587         if (get_pageblock_migratetype(page) == MIGRATE_MOVABLE)
5588                 return true;
5589
5590         pfn = page_to_pfn(page);
5591         for (found = 0, iter = 0; iter < pageblock_nr_pages; iter++) {
5592                 unsigned long check = pfn + iter;
5593
5594                 if (!pfn_valid_within(check))
5595                         continue;
5596
5597                 page = pfn_to_page(check);
5598                 if (!page_count(page)) {
5599                         if (PageBuddy(page))
5600                                 iter += (1 << page_order(page)) - 1;
5601                         continue;
5602                 }
5603                 if (!PageLRU(page))
5604                         found++;
5605                 /*
5606                  * If there are RECLAIMABLE pages, we need to check it.
5607                  * But now, memory offline itself doesn't call shrink_slab()
5608                  * and it still to be fixed.
5609                  */
5610                 /*
5611                  * If the page is not RAM, page_count()should be 0.
5612                  * we don't need more check. This is an _used_ not-movable page.
5613                  *
5614                  * The problematic thing here is PG_reserved pages. PG_reserved
5615                  * is set to both of a memory hole page and a _used_ kernel
5616                  * page at boot.
5617                  */
5618                 if (found > count)
5619                         return false;
5620         }
5621         return true;
5622 }
5623
5624 bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
5625 {
5626         struct zone *zone = page_zone(page);
5627         return __count_immobile_pages(zone, page, 0);
5628 }
5629
5630 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
5631 {
5632         struct zone *zone;
5633         unsigned long flags, pfn;
5634         struct memory_isolate_notify arg;
5635         int notifier_ret;
5636         int ret = -EBUSY;
5637
5638         zone = page_zone(page);
5639
5640         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5641
5642         pfn = page_to_pfn(page);
5643         arg.start_pfn = pfn;
5644         arg.nr_pages = pageblock_nr_pages;
5645         arg.pages_found = 0;
5646
5647         /*
5648          * It may be possible to isolate a pageblock even if the
5649          * migratetype is not MIGRATE_MOVABLE. The memory isolation
5650          * notifier chain is used by balloon drivers to return the
5651          * number of pages in a range that are held by the balloon
5652          * driver to shrink memory. If all the pages are accounted for
5653          * by balloons, are free, or on the LRU, isolation can continue.
5654          * Later, for example, when memory hotplug notifier runs, these
5655          * pages reported as "can be isolated" should be isolated(freed)
5656          * by the balloon driver through the memory notifier chain.
5657          */
5658         notifier_ret = memory_isolate_notify(MEM_ISOLATE_COUNT, &arg);
5659         notifier_ret = notifier_to_errno(notifier_ret);
5660         if (notifier_ret)
5661                 goto out;
5662         /*
5663          * FIXME: Now, memory hotplug doesn't call shrink_slab() by itself.
5664          * We just check MOVABLE pages.
5665          */
5666         if (__count_immobile_pages(zone, page, arg.pages_found))
5667                 ret = 0;
5668
5669         /*
5670          * immobile means "not-on-lru" paes. If immobile is larger than
5671          * removable-by-driver pages reported by notifier, we'll fail.
5672          */
5673
5674 out:
5675         if (!ret) {
5676                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
5677                 move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
5678         }
5679
5680         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5681         if (!ret)
5682                 drain_all_pages();
5683         return ret;
5684 }
5685
5686 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
5687 {
5688         struct zone *zone;
5689         unsigned long flags;
5690         zone = page_zone(page);
5691         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5692         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
5693                 goto out;
5694         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
5695         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
5696 out:
5697         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5698 }
5699
5700 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
5701 /*
5702  * All pages in the range must be isolated before calling this.
5703  */
5704 void
5705 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
5706 {
5707         struct page *page;
5708         struct zone *zone;
5709         int order, i;
5710         unsigned long pfn;
5711         unsigned long flags;
5712         /* find the first valid pfn */
5713         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
5714                 if (pfn_valid(pfn))
5715                         break;
5716         if (pfn == end_pfn)
5717                 return;
5718         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
5719         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5720         pfn = start_pfn;
5721         while (pfn < end_pfn) {
5722                 if (!pfn_valid(pfn)) {
5723                         pfn++;
5724                         continue;
5725                 }
5726                 page = pfn_to_page(pfn);
5727                 BUG_ON(page_count(page));
5728                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
5729                 order = page_order(page);
5730 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5731                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
5732                        pfn, 1 << order, end_pfn);
5733 #endif
5734                 list_del(&page->lru);
5735                 rmv_page_order(page);
5736                 zone->free_area[order].nr_free--;
5737                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
5738                                       - (1UL << order));
5739                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
5740                         SetPageReserved((page+i));
5741                 pfn += (1 << order);
5742         }
5743         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5744 }
5745 #endif
5746
5747 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5748 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
5749 {
5750         struct zone *zone = page_zone(page);
5751         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
5752         unsigned long flags;
5753         int order;
5754
5755         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5756         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
5757                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
5758
5759                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
5760                         break;
5761         }
5762         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5763
5764         return order < MAX_ORDER;
5765 }
5766 #endif
5767
5768 static struct trace_print_flags pageflag_names[] = {
5769         {1UL << PG_locked,              "locked"        },
5770         {1UL << PG_error,               "error"         },
5771         {1UL << PG_referenced,          "referenced"    },
5772         {1UL << PG_uptodate,            "uptodate"      },
5773         {1UL << PG_dirty,               "dirty"         },
5774         {1UL << PG_lru,                 "lru"           },
5775         {1UL << PG_active,              "active"        },
5776         {1UL << PG_slab,                "slab"          },
5777         {1UL << PG_owner_priv_1,        "owner_priv_1"  },
5778         {1UL << PG_arch_1,              "arch_1"        },
5779         {1UL << PG_reserved,            "reserved"      },
5780         {1UL << PG_private,             "private"       },
5781         {1UL << PG_private_2,           "private_2"     },
5782         {1UL << PG_writeback,           "writeback"     },
5783 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
5784         {1UL << PG_head,                "head"          },
5785         {1UL << PG_tail,                "tail"          },
5786 #else
5787         {1UL << PG_compound,            "compound"      },
5788 #endif
5789         {1UL << PG_swapcache,           "swapcache"     },
5790         {1UL << PG_mappedtodisk,        "mappedtodisk"  },
5791         {1UL << PG_reclaim,             "reclaim"       },
5792         {1UL << PG_swapbacked,          "swapbacked"    },
5793         {1UL << PG_unevictable,         "unevictable"   },
5794 #ifdef CONFIG_MMU
5795         {1UL << PG_mlocked,             "mlocked"       },
5796 #endif
5797 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
5798         {1UL << PG_uncached,            "uncached"      },
5799 #endif
5800 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5801         {1UL << PG_hwpoison,            "hwpoison"      },
5802 #endif
5803         {-1UL,                          NULL            },
5804 };
5805
5806 static void dump_page_flags(unsigned long flags)
5807 {
5808         const char *delim = "";
5809         unsigned long mask;
5810         int i;
5811
5812         printk(KERN_ALERT "page flags: %#lx(", flags);
5813
5814         /* remove zone id */
5815         flags &= (1UL << NR_PAGEFLAGS) - 1;
5816
5817         for (i = 0; pageflag_names[i].name && flags; i++) {
5818
5819                 mask = pageflag_names[i].mask;
5820                 if ((flags & mask) != mask)
5821                         continue;
5822
5823                 flags &= ~mask;
5824                 printk("%s%s", delim, pageflag_names[i].name);
5825                 delim = "|";
5826         }
5827
5828         /* check for left over flags */
5829         if (flags)
5830                 printk("%s%#lx", delim, flags);
5831
5832         printk(")\n");
5833 }
5834
5835 void dump_page(struct page *page)
5836 {
5837         printk(KERN_ALERT
5838                "page:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%#lx\n",
5839                 page, atomic_read(&page->_count), page_mapcount(page),
5840                 page->mapping, page->index);
5841         dump_page_flags(page->flags);
5842         mem_cgroup_print_bad_page(page);
5843 }