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