cd4c41432ef6fa73816772bc28f92cb360871c78
[linux-2.6.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/oom.h>
32 #include <linux/notifier.h>
33 #include <linux/topology.h>
34 #include <linux/sysctl.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/memory_hotplug.h>
38 #include <linux/nodemask.h>
39 #include <linux/vmalloc.h>
40 #include <linux/mempolicy.h>
41 #include <linux/stop_machine.h>
42 #include <linux/sort.h>
43 #include <linux/pfn.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/fault-inject.h>
46 #include <linux/page-isolation.h>
47 #include <linux/memcontrol.h>
48 #include <linux/debugobjects.h>
49
50 #include <asm/tlbflush.h>
51 #include <asm/div64.h>
52 #include "internal.h"
53
54 /*
55  * Array of node states.
56  */
57 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
58         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
59         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
60 #ifndef CONFIG_NUMA
61         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
62 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
63         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
64 #endif
65         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
66 #endif  /* NUMA */
67 };
68 EXPORT_SYMBOL(node_states);
69
70 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
71 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
72 long nr_swap_pages;
73 int percpu_pagelist_fraction;
74
75 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
76 int pageblock_order __read_mostly;
77 #endif
78
79 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
80
81 /*
82  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
83  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
84  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
85  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
86  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
87  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
88  *
89  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
90  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
91  */
92 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
93 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
94          256,
95 #endif
96 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
97          256,
98 #endif
99 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
100          32,
101 #endif
102          32,
103 };
104
105 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
106
107 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
108 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
109          "DMA",
110 #endif
111 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
112          "DMA32",
113 #endif
114          "Normal",
115 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
116          "HighMem",
117 #endif
118          "Movable",
119 };
120
121 int min_free_kbytes = 1024;
122
123 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
124 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
125 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
126
127 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
128   /*
129    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
130    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
131    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
132    * so the number of times add_active_range() can be called is
133    * related to the number of nodes and the number of holes
134    */
135   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
136     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
137     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
138   #else
139     #if MAX_NUMNODES >= 32
140       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
141       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
142     #else
143       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
144       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
145     #endif
146   #endif
147
148   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
149   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
150   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
151   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
152 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
153   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
154   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
155 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
156   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
157   static unsigned long __initdata required_movablecore;
158   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
159
160   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
161   int movable_zone;
162   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
163 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
164
165 #if MAX_NUMNODES > 1
166 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
167 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
168 #endif
169
170 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
171
172 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
173 {
174         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
175                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
176 }
177
178 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
179 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
180 {
181         int ret = 0;
182         unsigned seq;
183         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
184
185         do {
186                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
187                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
188                         ret = 1;
189                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
190                         ret = 1;
191         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
192
193         return ret;
194 }
195
196 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
197 {
198         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
199                 return 0;
200         if (zone != page_zone(page))
201                 return 0;
202
203         return 1;
204 }
205 /*
206  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
207  */
208 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
209 {
210         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
211                 return 1;
212         if (!page_is_consistent(zone, page))
213                 return 1;
214
215         return 0;
216 }
217 #else
218 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
219 {
220         return 0;
221 }
222 #endif
223
224 static void bad_page(struct page *page)
225 {
226         void *pc = page_get_page_cgroup(page);
227
228         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n" KERN_EMERG
229                 "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n",
230                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
231                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
232                 page_mapcount(page), page_count(page));
233         if (pc) {
234                 printk(KERN_EMERG "cgroup:%p\n", pc);
235                 page_reset_bad_cgroup(page);
236         }
237         printk(KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
238                 KERN_EMERG "Backtrace:\n");
239         dump_stack();
240         page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CLEAR_WHEN_BAD;
241         set_page_count(page, 0);
242         reset_page_mapcount(page);
243         page->mapping = NULL;
244         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
245 }
246
247 /*
248  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
249  *
250  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
251  *
252  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
253  *
254  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
255  * the head page (even the head page has this).
256  *
257  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
258  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
259  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
260  */
261
262 static void free_compound_page(struct page *page)
263 {
264         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
265 }
266
267 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
268 {
269         int i;
270         int nr_pages = 1 << order;
271
272         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
273         set_compound_order(page, order);
274         __SetPageHead(page);
275         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
276                 struct page *p = page + i;
277
278                 __SetPageTail(p);
279                 p->first_page = page;
280         }
281 }
282
283 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
284 {
285         int i;
286         int nr_pages = 1 << order;
287
288         if (unlikely(compound_order(page) != order))
289                 bad_page(page);
290
291         if (unlikely(!PageHead(page)))
292                         bad_page(page);
293         __ClearPageHead(page);
294         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
295                 struct page *p = page + i;
296
297                 if (unlikely(!PageTail(p) |
298                                 (p->first_page != page)))
299                         bad_page(page);
300                 __ClearPageTail(p);
301         }
302 }
303
304 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
305 {
306         int i;
307
308         /*
309          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
310          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
311          */
312         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
313         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
314                 clear_highpage(page + i);
315 }
316
317 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
318 {
319         set_page_private(page, order);
320         __SetPageBuddy(page);
321 }
322
323 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
324 {
325         __ClearPageBuddy(page);
326         set_page_private(page, 0);
327 }
328
329 /*
330  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
331  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
332  *
333  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
334  * the following equation:
335  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
336  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
337  * 1 buddy is #10:
338  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
339  *
340  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
341  * satisfies the following equation:
342  *     P = B & ~(1 << O)
343  *
344  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
345  */
346 static inline struct page *
347 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
348 {
349         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
350
351         return page + (buddy_idx - page_idx);
352 }
353
354 static inline unsigned long
355 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
356 {
357         return (page_idx & ~(1 << order));
358 }
359
360 /*
361  * This function checks whether a page is free && is the buddy
362  * we can do coalesce a page and its buddy if
363  * (a) the buddy is not in a hole &&
364  * (b) the buddy is in the buddy system &&
365  * (c) a page and its buddy have the same order &&
366  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
367  *
368  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
369  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
370  *
371  * For recording page's order, we use page_private(page).
372  */
373 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
374                                                                 int order)
375 {
376         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
377                 return 0;
378
379         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
380                 return 0;
381
382         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
383                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
384                 return 1;
385         }
386         return 0;
387 }
388
389 /*
390  * Freeing function for a buddy system allocator.
391  *
392  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
393  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
394  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
395  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
396  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
397  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
398  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
399  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
400  * parts of the VM system.
401  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
402  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
403  * order is recorded in page_private(page) field.
404  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
405  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
406  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
407  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
408  * triggers coalescing into a block of larger size.            
409  *
410  * -- wli
411  */
412
413 static inline void __free_one_page(struct page *page,
414                 struct zone *zone, unsigned int order)
415 {
416         unsigned long page_idx;
417         int order_size = 1 << order;
418         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
419
420         if (unlikely(PageCompound(page)))
421                 destroy_compound_page(page, order);
422
423         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
424
425         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
426         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
427
428         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
429         while (order < MAX_ORDER-1) {
430                 unsigned long combined_idx;
431                 struct page *buddy;
432
433                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
434                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
435                         break;
436
437                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
438                 list_del(&buddy->lru);
439                 zone->free_area[order].nr_free--;
440                 rmv_page_order(buddy);
441                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
442                 page = page + (combined_idx - page_idx);
443                 page_idx = combined_idx;
444                 order++;
445         }
446         set_page_order(page, order);
447         list_add(&page->lru,
448                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
449         zone->free_area[order].nr_free++;
450 }
451
452 static inline int free_pages_check(struct page *page)
453 {
454         if (unlikely(page_mapcount(page) |
455                 (page->mapping != NULL)  |
456                 (page_get_page_cgroup(page) != NULL) |
457                 (page_count(page) != 0)  |
458                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE)))
459                 bad_page(page);
460         if (PageDirty(page))
461                 __ClearPageDirty(page);
462         /*
463          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
464          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
465          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
466          */
467         return PageReserved(page);
468 }
469
470 /*
471  * Frees a list of pages. 
472  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
473  * count is the number of pages to free.
474  *
475  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
476  * see if this freeing clears that state.
477  *
478  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
479  * pinned" detection logic.
480  */
481 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
482                                         struct list_head *list, int order)
483 {
484         spin_lock(&zone->lock);
485         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
486         zone->pages_scanned = 0;
487         while (count--) {
488                 struct page *page;
489
490                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
491                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
492                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
493                 list_del(&page->lru);
494                 __free_one_page(page, zone, order);
495         }
496         spin_unlock(&zone->lock);
497 }
498
499 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
500 {
501         spin_lock(&zone->lock);
502         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
503         zone->pages_scanned = 0;
504         __free_one_page(page, zone, order);
505         spin_unlock(&zone->lock);
506 }
507
508 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
509 {
510         unsigned long flags;
511         int i;
512         int reserved = 0;
513
514         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
515                 reserved += free_pages_check(page + i);
516         if (reserved)
517                 return;
518
519         if (!PageHighMem(page)) {
520                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
521                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
522                                            PAGE_SIZE << order);
523         }
524         arch_free_page(page, order);
525         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
526
527         local_irq_save(flags);
528         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
529         free_one_page(page_zone(page), page, order);
530         local_irq_restore(flags);
531 }
532
533 /*
534  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
535  */
536 void __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
537 {
538         if (order == 0) {
539                 __ClearPageReserved(page);
540                 set_page_count(page, 0);
541                 set_page_refcounted(page);
542                 __free_page(page);
543         } else {
544                 int loop;
545
546                 prefetchw(page);
547                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
548                         struct page *p = &page[loop];
549
550                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
551                                 prefetchw(p + 1);
552                         __ClearPageReserved(p);
553                         set_page_count(p, 0);
554                 }
555
556                 set_page_refcounted(page);
557                 __free_pages(page, order);
558         }
559 }
560
561
562 /*
563  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
564  * Please do not alter this order without good reasons and regression
565  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
566  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
567  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
568  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
569  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
570  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
571  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
572  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
573  *
574  * -- wli
575  */
576 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
577         int low, int high, struct free_area *area,
578         int migratetype)
579 {
580         unsigned long size = 1 << high;
581
582         while (high > low) {
583                 area--;
584                 high--;
585                 size >>= 1;
586                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
587                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
588                 area->nr_free++;
589                 set_page_order(&page[size], high);
590         }
591 }
592
593 /*
594  * This page is about to be returned from the page allocator
595  */
596 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
597 {
598         if (unlikely(page_mapcount(page) |
599                 (page->mapping != NULL)  |
600                 (page_get_page_cgroup(page) != NULL) |
601                 (page_count(page) != 0)  |
602                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)))
603                 bad_page(page);
604
605         /*
606          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
607          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
608          */
609         if (PageReserved(page))
610                 return 1;
611
612         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_reclaim |
613                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
614                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
615         set_page_private(page, 0);
616         set_page_refcounted(page);
617
618         arch_alloc_page(page, order);
619         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
620
621         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
622                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
623
624         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
625                 prep_compound_page(page, order);
626
627         return 0;
628 }
629
630 /*
631  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
632  * the smallest available page from the freelists
633  */
634 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
635                                                 int migratetype)
636 {
637         unsigned int current_order;
638         struct free_area * area;
639         struct page *page;
640
641         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
642         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
643                 area = &(zone->free_area[current_order]);
644                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
645                         continue;
646
647                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
648                                                         struct page, lru);
649                 list_del(&page->lru);
650                 rmv_page_order(page);
651                 area->nr_free--;
652                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
653                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
654                 return page;
655         }
656
657         return NULL;
658 }
659
660
661 /*
662  * This array describes the order lists are fallen back to when
663  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
664  */
665 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
666         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
667         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
668         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
669         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
670 };
671
672 /*
673  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
674  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
675  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
676  */
677 static int move_freepages(struct zone *zone,
678                           struct page *start_page, struct page *end_page,
679                           int migratetype)
680 {
681         struct page *page;
682         unsigned long order;
683         int pages_moved = 0;
684
685 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
686         /*
687          * page_zone is not safe to call in this context when
688          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
689          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
690          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
691          * grouping pages by mobility
692          */
693         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
694 #endif
695
696         for (page = start_page; page <= end_page;) {
697                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
698                         page++;
699                         continue;
700                 }
701
702                 if (!PageBuddy(page)) {
703                         page++;
704                         continue;
705                 }
706
707                 order = page_order(page);
708                 list_del(&page->lru);
709                 list_add(&page->lru,
710                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
711                 page += 1 << order;
712                 pages_moved += 1 << order;
713         }
714
715         return pages_moved;
716 }
717
718 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
719                                 int migratetype)
720 {
721         unsigned long start_pfn, end_pfn;
722         struct page *start_page, *end_page;
723
724         start_pfn = page_to_pfn(page);
725         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
726         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
727         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
728         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
729
730         /* Do not cross zone boundaries */
731         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
732                 start_page = page;
733         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
734                 return 0;
735
736         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
737 }
738
739 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
740 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
741                                                 int start_migratetype)
742 {
743         struct free_area * area;
744         int current_order;
745         struct page *page;
746         int migratetype, i;
747
748         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
749         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
750                                                 --current_order) {
751                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
752                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
753
754                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
755                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
756                                 continue;
757
758                         area = &(zone->free_area[current_order]);
759                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
760                                 continue;
761
762                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
763                                         struct page, lru);
764                         area->nr_free--;
765
766                         /*
767                          * If breaking a large block of pages, move all free
768                          * pages to the preferred allocation list. If falling
769                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
770                          * agressive about taking ownership of free pages
771                          */
772                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
773                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
774                                 unsigned long pages;
775                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
776                                                                 start_migratetype);
777
778                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
779                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
780                                         set_pageblock_migratetype(page,
781                                                                 start_migratetype);
782
783                                 migratetype = start_migratetype;
784                         }
785
786                         /* Remove the page from the freelists */
787                         list_del(&page->lru);
788                         rmv_page_order(page);
789                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
790                                                         -(1UL << order));
791
792                         if (current_order == pageblock_order)
793                                 set_pageblock_migratetype(page,
794                                                         start_migratetype);
795
796                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
797                         return page;
798                 }
799         }
800
801         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
802         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
803 }
804
805 /*
806  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
807  * Call me with the zone->lock already held.
808  */
809 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
810                                                 int migratetype)
811 {
812         struct page *page;
813
814         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
815
816         if (unlikely(!page))
817                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
818
819         return page;
820 }
821
822 /* 
823  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
824  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
825  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
826  */
827 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
828                         unsigned long count, struct list_head *list,
829                         int migratetype)
830 {
831         int i;
832         
833         spin_lock(&zone->lock);
834         for (i = 0; i < count; ++i) {
835                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
836                 if (unlikely(page == NULL))
837                         break;
838
839                 /*
840                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
841                  * in physical page order. The page is added to the callers and
842                  * list and the list head then moves forward. From the callers
843                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
844                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
845                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
846                  * properly.
847                  */
848                 list_add(&page->lru, list);
849                 set_page_private(page, migratetype);
850                 list = &page->lru;
851         }
852         spin_unlock(&zone->lock);
853         return i;
854 }
855
856 #ifdef CONFIG_NUMA
857 /*
858  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
859  * currently executing processor on remote nodes after they have
860  * expired.
861  *
862  * Note that this function must be called with the thread pinned to
863  * a single processor.
864  */
865 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
866 {
867         unsigned long flags;
868         int to_drain;
869
870         local_irq_save(flags);
871         if (pcp->count >= pcp->batch)
872                 to_drain = pcp->batch;
873         else
874                 to_drain = pcp->count;
875         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
876         pcp->count -= to_drain;
877         local_irq_restore(flags);
878 }
879 #endif
880
881 /*
882  * Drain pages of the indicated processor.
883  *
884  * The processor must either be the current processor and the
885  * thread pinned to the current processor or a processor that
886  * is not online.
887  */
888 static void drain_pages(unsigned int cpu)
889 {
890         unsigned long flags;
891         struct zone *zone;
892
893         for_each_zone(zone) {
894                 struct per_cpu_pageset *pset;
895                 struct per_cpu_pages *pcp;
896
897                 if (!populated_zone(zone))
898                         continue;
899
900                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
901
902                 pcp = &pset->pcp;
903                 local_irq_save(flags);
904                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
905                 pcp->count = 0;
906                 local_irq_restore(flags);
907         }
908 }
909
910 /*
911  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
912  */
913 void drain_local_pages(void *arg)
914 {
915         drain_pages(smp_processor_id());
916 }
917
918 /*
919  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
920  */
921 void drain_all_pages(void)
922 {
923         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
924 }
925
926 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
927
928 void mark_free_pages(struct zone *zone)
929 {
930         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
931         unsigned long flags;
932         int order, t;
933         struct list_head *curr;
934
935         if (!zone->spanned_pages)
936                 return;
937
938         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
939
940         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
941         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
942                 if (pfn_valid(pfn)) {
943                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
944
945                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
946                                 swsusp_unset_page_free(page);
947                 }
948
949         for_each_migratetype_order(order, t) {
950                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
951                         unsigned long i;
952
953                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
954                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
955                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
956                 }
957         }
958         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
959 }
960 #endif /* CONFIG_PM */
961
962 /*
963  * Free a 0-order page
964  */
965 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
966 {
967         struct zone *zone = page_zone(page);
968         struct per_cpu_pages *pcp;
969         unsigned long flags;
970
971         if (PageAnon(page))
972                 page->mapping = NULL;
973         if (free_pages_check(page))
974                 return;
975
976         if (!PageHighMem(page)) {
977                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
978                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
979         }
980         arch_free_page(page, 0);
981         kernel_map_pages(page, 1, 0);
982
983         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
984         local_irq_save(flags);
985         __count_vm_event(PGFREE);
986         if (cold)
987                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
988         else
989                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
990         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
991         pcp->count++;
992         if (pcp->count >= pcp->high) {
993                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
994                 pcp->count -= pcp->batch;
995         }
996         local_irq_restore(flags);
997         put_cpu();
998 }
999
1000 void free_hot_page(struct page *page)
1001 {
1002         free_hot_cold_page(page, 0);
1003 }
1004         
1005 void free_cold_page(struct page *page)
1006 {
1007         free_hot_cold_page(page, 1);
1008 }
1009
1010 /*
1011  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1012  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1013  * Each sub-page must be freed individually.
1014  *
1015  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1016  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1017  */
1018 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1019 {
1020         int i;
1021
1022         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1023         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1024         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1025                 set_page_refcounted(page + i);
1026 }
1027
1028 /*
1029  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1030  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1031  * or two.
1032  */
1033 static struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1034                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1035 {
1036         unsigned long flags;
1037         struct page *page;
1038         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1039         int cpu;
1040         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1041
1042 again:
1043         cpu  = get_cpu();
1044         if (likely(order == 0)) {
1045                 struct per_cpu_pages *pcp;
1046
1047                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1048                 local_irq_save(flags);
1049                 if (!pcp->count) {
1050                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1051                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1052                         if (unlikely(!pcp->count))
1053                                 goto failed;
1054                 }
1055
1056                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1057                 if (cold) {
1058                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1059                                 if (page_private(page) == migratetype)
1060                                         break;
1061                 } else {
1062                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1063                                 if (page_private(page) == migratetype)
1064                                         break;
1065                 }
1066
1067                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1068                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1069                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1070                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1071                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1072                 }
1073
1074                 list_del(&page->lru);
1075                 pcp->count--;
1076         } else {
1077                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1078                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1079                 spin_unlock(&zone->lock);
1080                 if (!page)
1081                         goto failed;
1082         }
1083
1084         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1085         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1086         local_irq_restore(flags);
1087         put_cpu();
1088
1089         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1090         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1091                 goto again;
1092         return page;
1093
1094 failed:
1095         local_irq_restore(flags);
1096         put_cpu();
1097         return NULL;
1098 }
1099
1100 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1101 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1102 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1103 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1104 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1105 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1106 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1107
1108 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1109
1110 static struct fail_page_alloc_attr {
1111         struct fault_attr attr;
1112
1113         u32 ignore_gfp_highmem;
1114         u32 ignore_gfp_wait;
1115         u32 min_order;
1116
1117 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1118
1119         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1120         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1121         struct dentry *min_order_file;
1122
1123 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1124
1125 } fail_page_alloc = {
1126         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1127         .ignore_gfp_wait = 1,
1128         .ignore_gfp_highmem = 1,
1129         .min_order = 1,
1130 };
1131
1132 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1133 {
1134         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1135 }
1136 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1137
1138 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1139 {
1140         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1141                 return 0;
1142         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1143                 return 0;
1144         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1145                 return 0;
1146         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1147                 return 0;
1148
1149         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1150 }
1151
1152 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1153
1154 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1155 {
1156         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1157         struct dentry *dir;
1158         int err;
1159
1160         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1161                                        "fail_page_alloc");
1162         if (err)
1163                 return err;
1164         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1165
1166         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1167                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1168                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1169
1170         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1171                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1172                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1173         fail_page_alloc.min_order_file =
1174                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1175                                    &fail_page_alloc.min_order);
1176
1177         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1178             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1179             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1180                 err = -ENOMEM;
1181                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1182                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1183                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1184                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1185         }
1186
1187         return err;
1188 }
1189
1190 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1191
1192 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1193
1194 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1195
1196 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1197 {
1198         return 0;
1199 }
1200
1201 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1202
1203 /*
1204  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1205  * of the allocation.
1206  */
1207 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1208                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1209 {
1210         /* free_pages my go negative - that's OK */
1211         long min = mark;
1212         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1213         int o;
1214
1215         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1216                 min -= min / 2;
1217         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1218                 min -= min / 4;
1219
1220         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1221                 return 0;
1222         for (o = 0; o < order; o++) {
1223                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1224                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1225
1226                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1227                 min >>= 1;
1228
1229                 if (free_pages <= min)
1230                         return 0;
1231         }
1232         return 1;
1233 }
1234
1235 #ifdef CONFIG_NUMA
1236 /*
1237  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1238  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1239  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1240  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1241  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1242  *
1243  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1244  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1245  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1246  *
1247  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1248  * nothing and returns NULL.
1249  *
1250  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1251  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1252  *
1253  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1254  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1255  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1256  * quickly as we can.
1257  */
1258 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1259 {
1260         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1261         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1262
1263         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1264         if (!zlc)
1265                 return NULL;
1266
1267         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1268                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1269                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1270         }
1271
1272         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1273                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1274                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1275         return allowednodes;
1276 }
1277
1278 /*
1279  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1280  * if it is worth looking at further for free memory:
1281  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1282  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1283  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1284  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1285  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1286  * else return false (zero) if it is not.
1287  *
1288  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1289  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1290  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1291  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1292  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1293  * into the second scan of the zonelist.
1294  *
1295  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1296  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1297  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1298  * unturned looking for a free page.
1299  */
1300 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1301                                                 nodemask_t *allowednodes)
1302 {
1303         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1304         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1305         int n;                          /* node that zone *z is on */
1306
1307         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1308         if (!zlc)
1309                 return 1;
1310
1311         i = z - zonelist->_zonerefs;
1312         n = zlc->z_to_n[i];
1313
1314         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1315         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1316 }
1317
1318 /*
1319  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1320  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1321  * from that zone don't waste time re-examining it.
1322  */
1323 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1324 {
1325         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1326         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1327
1328         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1329         if (!zlc)
1330                 return;
1331
1332         i = z - zonelist->_zonerefs;
1333
1334         set_bit(i, zlc->fullzones);
1335 }
1336
1337 #else   /* CONFIG_NUMA */
1338
1339 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1340 {
1341         return NULL;
1342 }
1343
1344 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1345                                 nodemask_t *allowednodes)
1346 {
1347         return 1;
1348 }
1349
1350 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1351 {
1352 }
1353 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1354
1355 /*
1356  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1357  * a page.
1358  */
1359 static struct page *
1360 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1361                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags)
1362 {
1363         struct zoneref *z;
1364         struct page *page = NULL;
1365         int classzone_idx;
1366         struct zone *zone, *preferred_zone;
1367         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1368         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1369         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1370
1371         (void)first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1372                                                         &preferred_zone);
1373         if (!preferred_zone)
1374                 return NULL;
1375
1376         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1377
1378 zonelist_scan:
1379         /*
1380          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1381          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1382          */
1383         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1384                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1385                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1386                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1387                                 continue;
1388                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1389                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1390                                 goto try_next_zone;
1391
1392                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1393                         unsigned long mark;
1394                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1395                                 mark = zone->pages_min;
1396                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1397                                 mark = zone->pages_low;
1398                         else
1399                                 mark = zone->pages_high;
1400                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1401                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1402                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1403                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1404                                         goto this_zone_full;
1405                         }
1406                 }
1407
1408                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1409                 if (page)
1410                         break;
1411 this_zone_full:
1412                 if (NUMA_BUILD)
1413                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1414 try_next_zone:
1415                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1416                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1417                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1418                         zlc_active = 1;
1419                         did_zlc_setup = 1;
1420                 }
1421         }
1422
1423         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1424                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1425                 zlc_active = 0;
1426                 goto zonelist_scan;
1427         }
1428         return page;
1429 }
1430
1431 /*
1432  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1433  */
1434 struct page *
1435 __alloc_pages_internal(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1436                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1437 {
1438         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1439         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1440         struct zoneref *z;
1441         struct zone *zone;
1442         struct page *page;
1443         struct reclaim_state reclaim_state;
1444         struct task_struct *p = current;
1445         int do_retry;
1446         int alloc_flags;
1447         unsigned long did_some_progress;
1448         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1449
1450         might_sleep_if(wait);
1451
1452         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1453                 return NULL;
1454
1455 restart:
1456         z = zonelist->_zonerefs;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1457
1458         if (unlikely(!z->zone)) {
1459                 /*
1460                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1461                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1462                  */
1463                 return NULL;
1464         }
1465
1466         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1467                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1468         if (page)
1469                 goto got_pg;
1470
1471         /*
1472          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1473          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1474          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1475          * using a larger set of nodes after it has established that the
1476          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1477          * over allocated.
1478          */
1479         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1480                 goto nopage;
1481
1482         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1483                 wakeup_kswapd(zone, order);
1484
1485         /*
1486          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1487          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1488          * to how we want to proceed.
1489          *
1490          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1491          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1492          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1493          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1494          */
1495         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1496         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1497                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1498         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1499                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1500         if (wait)
1501                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1502
1503         /*
1504          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1505          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1506          *
1507          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1508          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1509          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1510          */
1511         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1512                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1513         if (page)
1514                 goto got_pg;
1515
1516         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1517
1518 rebalance:
1519         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1520                         && !in_interrupt()) {
1521                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1522 nofail_alloc:
1523                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1524                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1525                                 zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1526                         if (page)
1527                                 goto got_pg;
1528                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1529                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1530                                 goto nofail_alloc;
1531                         }
1532                 }
1533                 goto nopage;
1534         }
1535
1536         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1537         if (!wait)
1538                 goto nopage;
1539
1540         cond_resched();
1541
1542         /* We now go into synchronous reclaim */
1543         cpuset_memory_pressure_bump();
1544         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1545         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1546         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1547
1548         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask);
1549
1550         p->reclaim_state = NULL;
1551         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1552
1553         cond_resched();
1554
1555         if (order != 0)
1556                 drain_all_pages();
1557
1558         if (likely(did_some_progress)) {
1559                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1560                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1561                 if (page)
1562                         goto got_pg;
1563         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1564                 if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1565                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1566                         goto restart;
1567                 }
1568
1569                 /*
1570                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1571                  * very high watermark here, this is only to catch
1572                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1573                  * under heavy pressure.
1574                  */
1575                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1576                         order, zonelist, high_zoneidx,
1577                         ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1578                 if (page) {
1579                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1580                         goto got_pg;
1581                 }
1582
1583                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1584                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1585                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1586                         goto nopage;
1587                 }
1588
1589                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1590                 clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1591                 goto restart;
1592         }
1593
1594         /*
1595          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1596          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1597          *
1598          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1599          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1600          * implementations.
1601          *
1602          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1603          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1604          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1605          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1606          * allocation still fails, we stop retrying.
1607          */
1608         pages_reclaimed += did_some_progress;
1609         do_retry = 0;
1610         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1611                 if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1612                         do_retry = 1;
1613                 } else {
1614                         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT &&
1615                                 pages_reclaimed < (1 << order))
1616                                         do_retry = 1;
1617                 }
1618                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1619                         do_retry = 1;
1620         }
1621         if (do_retry) {
1622                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1623                 goto rebalance;
1624         }
1625
1626 nopage:
1627         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1628                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1629                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1630                         p->comm, order, gfp_mask);
1631                 dump_stack();
1632                 show_mem();
1633         }
1634 got_pg:
1635         return page;
1636 }
1637 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_internal);
1638
1639 /*
1640  * Common helper functions.
1641  */
1642 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1643 {
1644         struct page * page;
1645         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1646         if (!page)
1647                 return 0;
1648         return (unsigned long) page_address(page);
1649 }
1650
1651 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1652
1653 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1654 {
1655         struct page * page;
1656
1657         /*
1658          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1659          * a highmem page
1660          */
1661         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1662
1663         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1664         if (page)
1665                 return (unsigned long) page_address(page);
1666         return 0;
1667 }
1668
1669 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1670
1671 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1672 {
1673         int i = pagevec_count(pvec);
1674
1675         while (--i >= 0)
1676                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1677 }
1678
1679 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1680 {
1681         if (put_page_testzero(page)) {
1682                 if (order == 0)
1683                         free_hot_page(page);
1684                 else
1685                         __free_pages_ok(page, order);
1686         }
1687 }
1688
1689 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1690
1691 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1692 {
1693         if (addr != 0) {
1694                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1695                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1696         }
1697 }
1698
1699 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1700
1701 /**
1702  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1703  * @size: the number of bytes to allocate
1704  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1705  *
1706  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1707  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1708  * allocate memory in power-of-two pages.
1709  *
1710  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1711  *
1712  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1713  */
1714 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1715 {
1716         unsigned int order = get_order(size);
1717         unsigned long addr;
1718
1719         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1720         if (addr) {
1721                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1722                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1723
1724                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1725                 while (used < alloc_end) {
1726                         free_page(used);
1727                         used += PAGE_SIZE;
1728                 }
1729         }
1730
1731         return (void *)addr;
1732 }
1733 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1734
1735 /**
1736  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1737  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1738  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1739  *
1740  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1741  */
1742 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1743 {
1744         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1745         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1746
1747         while (addr < end) {
1748                 free_page(addr);
1749                 addr += PAGE_SIZE;
1750         }
1751 }
1752 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1753
1754 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1755 {
1756         struct zoneref *z;
1757         struct zone *zone;
1758
1759         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1760         unsigned int sum = 0;
1761
1762         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1763
1764         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1765                 unsigned long size = zone->present_pages;
1766                 unsigned long high = zone->pages_high;
1767                 if (size > high)
1768                         sum += size - high;
1769         }
1770
1771         return sum;
1772 }
1773
1774 /*
1775  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1776  */
1777 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1778 {
1779         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1780 }
1781 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1782
1783 /*
1784  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1785  */
1786 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1787 {
1788         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1789 }
1790
1791 static inline void show_node(struct zone *zone)
1792 {
1793         if (NUMA_BUILD)
1794                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1795 }
1796
1797 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1798 {
1799         val->totalram = totalram_pages;
1800         val->sharedram = 0;
1801         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1802         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1803         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1804         val->freehigh = nr_free_highpages();
1805         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1806 }
1807
1808 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1809
1810 #ifdef CONFIG_NUMA
1811 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1812 {
1813         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1814
1815         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1816         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1817 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1818         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1819         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1820                         NR_FREE_PAGES);
1821 #else
1822         val->totalhigh = 0;
1823         val->freehigh = 0;
1824 #endif
1825         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1826 }
1827 #endif
1828
1829 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1830
1831 /*
1832  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1833  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1834  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1835  */
1836 void show_free_areas(void)
1837 {
1838         int cpu;
1839         struct zone *zone;
1840
1841         for_each_zone(zone) {
1842                 if (!populated_zone(zone))
1843                         continue;
1844
1845                 show_node(zone);
1846                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1847
1848                 for_each_online_cpu(cpu) {
1849                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1850
1851                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1852
1853                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1854                                cpu, pageset->pcp.high,
1855                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1856                 }
1857         }
1858
1859         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1860                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1861                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1862                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1863                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1864                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1865                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1866                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1867                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1868                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1869                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1870                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1871                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1872
1873         for_each_zone(zone) {
1874                 int i;
1875
1876                 if (!populated_zone(zone))
1877                         continue;
1878
1879                 show_node(zone);
1880                 printk("%s"
1881                         " free:%lukB"
1882                         " min:%lukB"
1883                         " low:%lukB"
1884                         " high:%lukB"
1885                         " active:%lukB"
1886                         " inactive:%lukB"
1887                         " present:%lukB"
1888                         " pages_scanned:%lu"
1889                         " all_unreclaimable? %s"
1890                         "\n",
1891                         zone->name,
1892                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1893                         K(zone->pages_min),
1894                         K(zone->pages_low),
1895                         K(zone->pages_high),
1896                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1897                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1898                         K(zone->present_pages),
1899                         zone->pages_scanned,
1900                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1901                         );
1902                 printk("lowmem_reserve[]:");
1903                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1904                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1905                 printk("\n");
1906         }
1907
1908         for_each_zone(zone) {
1909                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1910
1911                 if (!populated_zone(zone))
1912                         continue;
1913
1914                 show_node(zone);
1915                 printk("%s: ", zone->name);
1916
1917                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1918                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1919                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1920                         total += nr[order] << order;
1921                 }
1922                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1923                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1924                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1925                 printk("= %lukB\n", K(total));
1926         }
1927
1928         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
1929
1930         show_swap_cache_info();
1931 }
1932
1933 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
1934 {
1935         zoneref->zone = zone;
1936         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
1937 }
1938
1939 /*
1940  * Builds allocation fallback zone lists.
1941  *
1942  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1943  */
1944 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1945                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1946 {
1947         struct zone *zone;
1948
1949         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1950         zone_type++;
1951
1952         do {
1953                 zone_type--;
1954                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1955                 if (populated_zone(zone)) {
1956                         zoneref_set_zone(zone,
1957                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
1958                         check_highest_zone(zone_type);
1959                 }
1960
1961         } while (zone_type);
1962         return nr_zones;
1963 }
1964
1965
1966 /*
1967  *  zonelist_order:
1968  *  0 = automatic detection of better ordering.
1969  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1970  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1971  *
1972  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1973  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1974  */
1975 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
1976 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
1977 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
1978
1979 /* zonelist order in the kernel.
1980  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
1981  */
1982 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1983 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
1984
1985
1986 #ifdef CONFIG_NUMA
1987 /* The value user specified ....changed by config */
1988 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1989 /* string for sysctl */
1990 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
1991 char numa_zonelist_order[16] = "default";
1992
1993 /*
1994  * interface for configure zonelist ordering.
1995  * command line option "numa_zonelist_order"
1996  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
1997  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
1998  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
1999  */
2000
2001 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2002 {
2003         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2004                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2005         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2006                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2007         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2008                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2009         } else {
2010                 printk(KERN_WARNING
2011                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2012                         "%s\n", s);
2013                 return -EINVAL;
2014         }
2015         return 0;
2016 }
2017
2018 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2019 {
2020         if (s)
2021                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2022         return 0;
2023 }
2024 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2025
2026 /*
2027  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2028  */
2029 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2030                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2031                 loff_t *ppos)
2032 {
2033         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2034         int ret;
2035
2036         if (write)
2037                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2038                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2039         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2040         if (ret)
2041                 return ret;
2042         if (write) {
2043                 int oldval = user_zonelist_order;
2044                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2045                         /*
2046                          * bogus value.  restore saved string
2047                          */
2048                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2049                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2050                         user_zonelist_order = oldval;
2051                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2052                         build_all_zonelists();
2053         }
2054         return 0;
2055 }
2056
2057
2058 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2059 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2060
2061 /**
2062  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2063  * @node: node whose fallback list we're appending
2064  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2065  *
2066  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2067  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2068  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2069  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2070  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2071  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2072  * on them otherwise.
2073  * It returns -1 if no node is found.
2074  */
2075 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2076 {
2077         int n, val;
2078         int min_val = INT_MAX;
2079         int best_node = -1;
2080         node_to_cpumask_ptr(tmp, 0);
2081
2082         /* Use the local node if we haven't already */
2083         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2084                 node_set(node, *used_node_mask);
2085                 return node;
2086         }
2087
2088         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2089
2090                 /* Don't want a node to appear more than once */
2091                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2092                         continue;
2093
2094                 /* Use the distance array to find the distance */
2095                 val = node_distance(node, n);
2096
2097                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2098                 val += (n < node);
2099
2100                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2101                 node_to_cpumask_ptr_next(tmp, n);
2102                 if (!cpus_empty(*tmp))
2103                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2104
2105                 /* Slight preference for less loaded node */
2106                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2107                 val += node_load[n];
2108
2109                 if (val < min_val) {
2110                         min_val = val;
2111                         best_node = n;
2112                 }
2113         }
2114
2115         if (best_node >= 0)
2116                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2117
2118         return best_node;
2119 }
2120
2121
2122 /*
2123  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2124  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2125  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2126  */
2127 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2128 {
2129         int j;
2130         struct zonelist *zonelist;
2131
2132         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2133         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2134                 ;
2135         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2136                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2137         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2138         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2139 }
2140
2141 /*
2142  * Build gfp_thisnode zonelists
2143  */
2144 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2145 {
2146         int j;
2147         struct zonelist *zonelist;
2148
2149         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2150         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2151         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2152         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2153 }
2154
2155 /*
2156  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2157  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2158  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2159  * may still exist in local DMA zone.
2160  */
2161 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2162
2163 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2164 {
2165         int pos, j, node;
2166         int zone_type;          /* needs to be signed */
2167         struct zone *z;
2168         struct zonelist *zonelist;
2169
2170         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2171         pos = 0;
2172         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2173                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2174                         node = node_order[j];
2175                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2176                         if (populated_zone(z)) {
2177                                 zoneref_set_zone(z,
2178                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2179                                 check_highest_zone(zone_type);
2180                         }
2181                 }
2182         }
2183         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2184         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2185 }
2186
2187 static int default_zonelist_order(void)
2188 {
2189         int nid, zone_type;
2190         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2191         struct zone *z;
2192         int average_size;
2193         /*
2194          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2195          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2196          * into OOM very easily.
2197          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2198          */
2199         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2200         low_kmem_size = 0;
2201         total_size = 0;
2202         for_each_online_node(nid) {
2203                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2204                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2205                         if (populated_zone(z)) {
2206                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2207                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2208                                 total_size += z->present_pages;
2209                         }
2210                 }
2211         }
2212         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2213             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2214                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2215         /*
2216          * look into each node's config.
2217          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2218          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2219          */
2220         average_size = total_size /
2221                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2222         for_each_online_node(nid) {
2223                 low_kmem_size = 0;
2224                 total_size = 0;
2225                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2226                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2227                         if (populated_zone(z)) {
2228                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2229                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2230                                 total_size += z->present_pages;
2231                         }
2232                 }
2233                 if (low_kmem_size &&
2234                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2235                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2236                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2237         }
2238         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2239 }
2240
2241 static void set_zonelist_order(void)
2242 {
2243         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2244                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2245         else
2246                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2247 }
2248
2249 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2250 {
2251         int j, node, load;
2252         enum zone_type i;
2253         nodemask_t used_mask;
2254         int local_node, prev_node;
2255         struct zonelist *zonelist;
2256         int order = current_zonelist_order;
2257
2258         /* initialize zonelists */
2259         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2260                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2261                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2262                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2263         }
2264
2265         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2266         local_node = pgdat->node_id;
2267         load = num_online_nodes();
2268         prev_node = local_node;
2269         nodes_clear(used_mask);
2270
2271         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2272         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2273         j = 0;
2274
2275         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2276                 int distance = node_distance(local_node, node);
2277
2278                 /*
2279                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2280                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2281                  */
2282                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2283                         zone_reclaim_mode = 1;
2284
2285                 /*
2286                  * We don't want to pressure a particular node.
2287                  * So adding penalty to the first node in same
2288                  * distance group to make it round-robin.
2289                  */
2290                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2291                         node_load[node] = load;
2292
2293                 prev_node = node;
2294                 load--;
2295                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2296                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2297                 else
2298                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2299         }
2300
2301         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2302                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2303                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2304         }
2305
2306         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2307 }
2308
2309 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2310 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2311 {
2312         struct zonelist *zonelist;
2313         struct zonelist_cache *zlc;
2314         struct zoneref *z;
2315
2316         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2317         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2318         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2319         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2320                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2321 }
2322
2323
2324 #else   /* CONFIG_NUMA */
2325
2326 static void set_zonelist_order(void)
2327 {
2328         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2329 }
2330
2331 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2332 {
2333         int node, local_node;
2334         enum zone_type j;
2335         struct zonelist *zonelist;
2336
2337         local_node = pgdat->node_id;
2338
2339         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2340         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2341
2342         /*
2343          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2344          * of all the other nodes.
2345          * We don't want to pressure a particular node, so when
2346          * building the zones for node N, we make sure that the
2347          * zones coming right after the local ones are those from
2348          * node N+1 (modulo N)
2349          */
2350         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2351                 if (!node_online(node))
2352                         continue;
2353                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2354                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2355         }
2356         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2357                 if (!node_online(node))
2358                         continue;
2359                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2360                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2361         }
2362
2363         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2364         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2365 }
2366
2367 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2368 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2369 {
2370         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2371 }
2372
2373 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2374
2375 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
2376 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2377 {
2378         int nid;
2379
2380         for_each_online_node(nid) {
2381                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2382
2383                 build_zonelists(pgdat);
2384                 build_zonelist_cache(pgdat);
2385         }
2386         return 0;
2387 }
2388
2389 void build_all_zonelists(void)
2390 {
2391         set_zonelist_order();
2392
2393         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2394                 __build_all_zonelists(NULL);
2395                 mminit_verify_zonelist();
2396                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2397         } else {
2398                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2399                    of zonelist */
2400                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
2401                 /* cpuset refresh routine should be here */
2402         }
2403         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2404         /*
2405          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2406          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2407          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2408          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2409          * disabled and enable it later
2410          */
2411         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2412                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2413         else
2414                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2415
2416         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2417                 "Total pages: %ld\n",
2418                         num_online_nodes(),
2419                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2420                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2421                         vm_total_pages);
2422 #ifdef CONFIG_NUMA
2423         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2424 #endif
2425 }
2426
2427 /*
2428  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2429  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2430  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2431  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2432  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2433  * conservative, even though it seems large.
2434  *
2435  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2436  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2437  */
2438 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2439
2440 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2441 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2442 {
2443         unsigned long size = 1;
2444
2445         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2446
2447         while (size < pages)
2448                 size <<= 1;
2449
2450         /*
2451          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2452          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2453          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2454          */
2455         size = min(size, 4096UL);
2456
2457         return max(size, 4UL);
2458 }
2459 #else
2460 /*
2461  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2462  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2463  *
2464  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2465  *
2466  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2467  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2468  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2469  *
2470  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2471  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2472  *
2473  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2474  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2475  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2476  */
2477 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2478 {
2479         return 4096UL;
2480 }
2481 #endif
2482
2483 /*
2484  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2485  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2486  * hash function before the remainder is taken.
2487  */
2488 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2489 {
2490         return ffz(~size);
2491 }
2492
2493 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2494
2495 /*
2496  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2497  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2498  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2499  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2500  * blocks as reclaim kicks in
2501  */
2502 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2503 {
2504         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2505         struct page *page;
2506         unsigned long reserve, block_migratetype;
2507
2508         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2509         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2510         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2511         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2512                                                         pageblock_order;
2513
2514         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2515                 if (!pfn_valid(pfn))
2516                         continue;
2517                 page = pfn_to_page(pfn);
2518
2519                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2520                 if (PageReserved(page))
2521                         continue;
2522
2523                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2524
2525                 /* If this block is reserved, account for it */
2526                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2527                         reserve--;
2528                         continue;
2529                 }
2530
2531                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2532                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2533                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2534                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2535                         reserve--;
2536                         continue;
2537                 }
2538
2539                 /*
2540                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2541                  * take it back
2542                  */
2543                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2544                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2545                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2546                 }
2547         }
2548 }
2549
2550 /*
2551  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2552  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2553  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2554  */
2555 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2556                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2557 {
2558         struct page *page;
2559         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2560         unsigned long pfn;
2561         struct zone *z;
2562
2563         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2564         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2565                 /*
2566                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2567                  * handed to this function.  They do not
2568                  * exist on hotplugged memory.
2569                  */
2570                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2571                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2572                                 continue;
2573                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2574                                 continue;
2575                 }
2576                 page = pfn_to_page(pfn);
2577                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2578                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2579                 init_page_count(page);
2580                 reset_page_mapcount(page);
2581                 SetPageReserved(page);
2582                 /*
2583                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2584                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2585                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2586                  * the address space during boot when many long-lived
2587                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2588                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2589                  * setup_zone_migrate_reserve()
2590                  *
2591                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2592                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2593                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2594                  * pfn out of zone.
2595                  */
2596                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2597                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2598                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2599                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2600
2601                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2602 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2603                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2604                 if (!is_highmem_idx(zone))
2605                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2606 #endif
2607         }
2608 }
2609
2610 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2611 {
2612         int order, t;
2613         for_each_migratetype_order(order, t) {
2614                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2615                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2616         }
2617 }
2618
2619 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2620 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2621         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2622 #endif
2623
2624 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2625 {
2626         int batch;
2627
2628         /*
2629          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2630          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2631          *
2632          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2633          */
2634         batch = zone->present_pages / 1024;
2635         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2636                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2637         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2638         if (batch < 1)
2639                 batch = 1;
2640
2641         /*
2642          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2643          * of 2 value was found to be more likely to have
2644          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2645          *
2646          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2647          * batches of pages, one task can end up with a lot
2648          * of pages of one half of the possible page colors
2649          * and the other with pages of the other colors.
2650          */
2651         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2652
2653         return batch;
2654 }
2655
2656 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2657 {
2658         struct per_cpu_pages *pcp;
2659
2660         memset(p, 0, sizeof(*p));
2661
2662         pcp = &p->pcp;
2663         pcp->count = 0;
2664         pcp->high = 6 * batch;
2665         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2666         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2667 }
2668
2669 /*
2670  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2671  * to the value high for the pageset p.
2672  */
2673
2674 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2675                                 unsigned long high)
2676 {
2677         struct per_cpu_pages *pcp;
2678
2679         pcp = &p->pcp;
2680         pcp->high = high;
2681         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2682         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2683                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2684 }
2685
2686
2687 #ifdef CONFIG_NUMA
2688 /*
2689  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2690  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2691  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2692  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2693  * with interrupts disabled.
2694  *
2695  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2696  *
2697  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2698  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2699  * hotplugged processors.
2700  *
2701  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2702  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2703  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2704  */
2705 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2706
2707 /*
2708  * Dynamically allocate memory for the
2709  * per cpu pageset array in struct zone.
2710  */
2711 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2712 {
2713         struct zone *zone, *dzone;
2714         int node = cpu_to_node(cpu);
2715
2716         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2717
2718         for_each_zone(zone) {
2719
2720                 if (!populated_zone(zone))
2721                         continue;
2722
2723                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2724                                          GFP_KERNEL, node);
2725                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2726                         goto bad;
2727
2728                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2729
2730                 if (percpu_pagelist_fraction)
2731                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2732                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2733         }
2734
2735         return 0;
2736 bad:
2737         for_each_zone(dzone) {
2738                 if (!populated_zone(dzone))
2739                         continue;
2740                 if (dzone == zone)
2741                         break;
2742                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2743                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2744         }
2745         return -ENOMEM;
2746 }
2747
2748 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2749 {
2750         struct zone *zone;
2751
2752         for_each_zone(zone) {
2753                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2754
2755                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2756                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2757                         kfree(pset);
2758                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2759         }
2760 }
2761
2762 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2763                 unsigned long action,
2764                 void *hcpu)
2765 {
2766         int cpu = (long)hcpu;
2767         int ret = NOTIFY_OK;
2768
2769         switch (action) {
2770         case CPU_UP_PREPARE:
2771         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2772                 if (process_zones(cpu))
2773                         ret = NOTIFY_BAD;
2774                 break;
2775         case CPU_UP_CANCELED:
2776         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2777         case CPU_DEAD:
2778         case CPU_DEAD_FROZEN:
2779                 free_zone_pagesets(cpu);
2780                 break;
2781         default:
2782                 break;
2783         }
2784         return ret;
2785 }
2786
2787 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2788         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2789
2790 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2791 {
2792         int err;
2793
2794         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2795          * A cpuup callback will do this for every cpu
2796          * as it comes online
2797          */
2798         err = process_zones(smp_processor_id());
2799         BUG_ON(err);
2800         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2801 }
2802
2803 #endif
2804
2805 static noinline __init_refok
2806 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2807 {
2808         int i;
2809         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2810         size_t alloc_size;
2811
2812         /*
2813          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2814          * per zone.
2815          */
2816         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2817                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2818         zone->wait_table_bits =
2819                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2820         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2821                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2822
2823         if (!slab_is_available()) {
2824                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2825                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2826         } else {
2827                 /*
2828                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2829                  * via memory hot-add.
2830                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2831                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2832                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2833                  * node itself as well.
2834                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2835                  * necessary.
2836                  */
2837                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2838         }
2839         if (!zone->wait_table)
2840                 return -ENOMEM;
2841
2842         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2843                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2844
2845         return 0;
2846 }
2847
2848 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2849 {
2850         int cpu;
2851         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2852
2853         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2854 #ifdef CONFIG_NUMA
2855                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2856                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2857                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2858 #else
2859                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2860 #endif
2861         }
2862         if (zone->present_pages)
2863                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2864                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2865 }
2866
2867 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2868                                         unsigned long zone_start_pfn,
2869                                         unsigned long size,
2870                                         enum memmap_context context)
2871 {
2872         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2873         int ret;
2874         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2875         if (ret)
2876                 return ret;
2877         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2878
2879         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2880
2881         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
2882                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
2883                         pgdat->node_id,
2884                         (unsigned long)zone_idx(zone),
2885                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
2886
2887         zone_init_free_lists(zone);
2888
2889         return 0;
2890 }
2891
2892 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2893 /*
2894  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2895  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2896  */
2897 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2898 {
2899         int i;
2900
2901         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2902                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2903                         return i;
2904
2905         return -1;
2906 }
2907
2908 /*
2909  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2910  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
2911  */
2912 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2913 {
2914         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2915                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2916                         return index;
2917
2918         return -1;
2919 }
2920
2921 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2922 /*
2923  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2924  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2925  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2926  * alternative
2927  */
2928 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2929 {
2930         int i;
2931
2932         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2933                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2934                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2935
2936                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2937                         return early_node_map[i].nid;
2938         }
2939
2940         return 0;
2941 }
2942 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2943
2944 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2945 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2946         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2947                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2948
2949 /**
2950  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2951  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2952  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2953  *
2954  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2955  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2956  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2957  */
2958 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2959                                                 unsigned long max_low_pfn)
2960 {
2961         int i;
2962
2963         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2964                 unsigned long size_pages = 0;
2965                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2966
2967                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2968                         continue;
2969
2970                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2971                         end_pfn = max_low_pfn;
2972
2973                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2974                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2975                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2976                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2977         }
2978 }
2979
2980 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
2981 {
2982         int i;
2983         int ret;
2984
2985         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2986                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
2987                               early_node_map[i].end_pfn, data);
2988                 if (ret)
2989                         break;
2990         }
2991 }
2992 /**
2993  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2994  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2995  *
2996  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2997  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2998  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2999  */
3000 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3001 {
3002         int i;
3003
3004         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3005                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3006                                 early_node_map[i].start_pfn,
3007                                 early_node_map[i].end_pfn);
3008 }
3009
3010 /**
3011  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
3012  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
3013  * @start_pfn: The start pfn of the node
3014  * @end_pfn: The end pfn of the node
3015  *
3016  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
3017  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
3018  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
3019  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
3020  * be used later.
3021  */
3022 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3023 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3024                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3025 {
3026         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3027                         "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
3028                         nid, start_pfn, end_pfn);
3029
3030         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
3031         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3032                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
3033
3034         /* Update the boundaries */
3035         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
3036                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
3037         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
3038                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
3039 }
3040
3041 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
3042 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3043                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3044 {
3045         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3046                         "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
3047                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
3048
3049         /* Return if boundary information has not been provided */
3050         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3051                 return;
3052
3053         /* Check the boundaries and update if necessary */
3054         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
3055                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
3056         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
3057                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
3058 }
3059 #else
3060 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3061                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
3062
3063 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3064                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
3065 #endif
3066
3067
3068 /**
3069  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3070  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3071  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3072  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3073  *
3074  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3075  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3076  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3077  * PFNs will be 0.
3078  */
3079 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3080                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3081 {
3082         int i;
3083         *start_pfn = -1UL;
3084         *end_pfn = 0;
3085
3086         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3087                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3088                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3089         }
3090
3091         if (*start_pfn == -1UL)
3092                 *start_pfn = 0;
3093
3094         /* Push the node boundaries out if requested */
3095         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3096 }
3097
3098 /*
3099  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3100  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3101  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3102  */
3103 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3104 {
3105         int zone_index;
3106         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3107                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3108                         continue;
3109
3110                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3111                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3112                         break;
3113         }
3114
3115         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3116         movable_zone = zone_index;
3117 }
3118
3119 /*
3120  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3121  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3122  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3123  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3124  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3125  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3126  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3127  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3128  */
3129 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3130                                         unsigned long zone_type,
3131                                         unsigned long node_start_pfn,
3132                                         unsigned long node_end_pfn,
3133                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3134                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3135 {
3136         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3137         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3138                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3139                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3140                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3141                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3142                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3143
3144                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3145                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3146                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3147                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3148
3149                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3150                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3151                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3152         }
3153 }
3154
3155 /*
3156  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3157  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3158  */
3159 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3160                                         unsigned long zone_type,
3161                                         unsigned long *ignored)
3162 {
3163         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3164         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3165
3166         /* Get the start and end of the node and zone */
3167         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3168         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3169         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3170         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3171                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3172                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3173
3174         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3175         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3176                 return 0;
3177
3178         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3179         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3180         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3181
3182         /* Return the spanned pages */
3183         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3184 }
3185
3186 /*
3187  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3188  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3189  */
3190 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3191                                 unsigned long range_start_pfn,
3192                                 unsigned long range_end_pfn)
3193 {
3194         int i = 0;
3195         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3196         unsigned long start_pfn;
3197
3198         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3199         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3200         if (i == -1)
3201                 return 0;
3202
3203         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3204
3205         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3206         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3207                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3208
3209         /* Find all holes for the zone within the node */
3210         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3211
3212                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3213                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3214                         break;
3215
3216                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3217                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3218                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3219
3220                 /* Update the hole size cound and move on */
3221                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3222                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3223                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3224                 }
3225                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3226         }
3227
3228         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3229         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3230                 hole_pages += range_end_pfn -
3231                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3232
3233         return hole_pages;
3234 }
3235
3236 /**
3237  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3238  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3239  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3240  *
3241  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3242  */
3243 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3244                                                         unsigned long end_pfn)
3245 {
3246         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3247 }
3248
3249 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3250 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3251                                         unsigned long zone_type,
3252                                         unsigned long *ignored)
3253 {
3254         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3255         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3256
3257         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3258         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3259                                                         node_start_pfn);
3260         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3261                                                         node_end_pfn);
3262
3263         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3264                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3265                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3266         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3267 }
3268
3269 #else
3270 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3271                                         unsigned long zone_type,
3272                                         unsigned long *zones_size)
3273 {
3274         return zones_size[zone_type];
3275 }
3276
3277 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3278                                                 unsigned long zone_type,
3279                                                 unsigned long *zholes_size)
3280 {
3281         if (!zholes_size)
3282                 return 0;
3283
3284         return zholes_size[zone_type];
3285 }
3286
3287 #endif
3288
3289 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3290                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3291 {
3292         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3293         enum zone_type i;
3294
3295         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3296                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3297                                                                 zones_size);
3298         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3299
3300         realtotalpages = totalpages;
3301         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3302                 realtotalpages -=
3303                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3304                                                                 zholes_size);
3305         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3306         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3307                                                         realtotalpages);
3308 }
3309
3310 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3311 /*
3312  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3313  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3314  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3315  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3316  * bytes.
3317  */
3318 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3319 {
3320         unsigned long usemapsize;
3321
3322         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3323         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3324         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3325         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3326
3327         return usemapsize / 8;
3328 }
3329
3330 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3331                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3332 {
3333         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3334         zone->pageblock_flags = NULL;
3335         if (usemapsize) {
3336                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3337                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3338         }
3339 }
3340 #else
3341 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3342                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3343 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3344
3345 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3346
3347 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3348 static inline int pageblock_default_order(void)
3349 {
3350         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3351                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3352
3353         return MAX_ORDER-1;
3354 }
3355
3356 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3357 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3358 {
3359         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3360         if (pageblock_order)
3361                 return;
3362
3363         /*
3364          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3365          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3366          */
3367         pageblock_order = order;
3368 }
3369 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3370
3371 /*
3372  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3373  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3374  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3375  * pageblock_order based on the kernel config
3376  */
3377 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3378 {
3379         return MAX_ORDER-1;
3380 }
3381 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3382
3383 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3384
3385 /*
3386  * Set up the zone data structures:
3387  *   - mark all pages reserved
3388  *   - mark all memory queues empty
3389  *   - clear the memory bitmaps
3390  */
3391 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3392                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3393 {
3394         enum zone_type j;
3395         int nid = pgdat->node_id;
3396         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3397         int ret;
3398
3399         pgdat_resize_init(pgdat);
3400         pgdat->nr_zones = 0;
3401         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3402         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3403         
3404         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3405                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3406                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3407
3408                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3409                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3410                                                                 zholes_size);
3411
3412                 /*
3413                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3414                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3415                  * and per-cpu initialisations
3416                  */
3417                 memmap_pages =
3418                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3419                 if (realsize >= memmap_pages) {
3420                         realsize -= memmap_pages;
3421                         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3422                                 "%s zone: %lu pages used for memmap\n",
3423                                 zone_names[j], memmap_pages);
3424                 } else
3425                         printk(KERN_WARNING
3426                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3427                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3428
3429                 /* Account for reserved pages */
3430                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3431                         realsize -= dma_reserve;
3432                         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3433                                         "%s zone: %lu pages reserved\n",
3434                                         zone_names[0], dma_reserve);
3435                 }
3436
3437                 if (!is_highmem_idx(j))
3438                         nr_kernel_pages += realsize;
3439                 nr_all_pages += realsize;
3440
3441                 zone->spanned_pages = size;
3442                 zone->present_pages = realsize;
3443 #ifdef CONFIG_NUMA
3444                 zone->node = nid;
3445                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3446                                                 / 100;
3447                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3448 #endif
3449                 zone->name = zone_names[j];
3450                 spin_lock_init(&zone->lock);
3451                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3452                 zone_seqlock_init(zone);
3453                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3454
3455                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3456
3457                 zone_pcp_init(zone);
3458                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
3459                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
3460                 zone->nr_scan_active = 0;
3461                 zone->nr_scan_inactive = 0;
3462                 zap_zone_vm_stats(zone);
3463                 zone->flags = 0;
3464                 if (!size)
3465                         continue;
3466
3467                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3468                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3469                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3470                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3471                 BUG_ON(ret);
3472                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3473                 zone_start_pfn += size;
3474         }
3475 }
3476
3477 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3478 {
3479         /* Skip empty nodes */
3480         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3481                 return;
3482
3483 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3484         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3485         if (!pgdat->node_mem_map) {
3486                 unsigned long size, start, end;
3487                 struct page *map;
3488
3489                 /*
3490                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3491                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3492                  * for the buddy allocator to function correctly.
3493                  */
3494                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3495                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3496                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3497                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3498                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3499                 if (!map)
3500                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3501                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3502         }
3503 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3504         /*
3505          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3506          */
3507         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3508                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3509 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3510                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3511                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3512 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3513         }
3514 #endif
3515 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3516 }
3517
3518 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3519                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3520 {
3521         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3522
3523         pgdat->node_id = nid;
3524         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3525         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3526
3527         alloc_node_mem_map(pgdat);
3528 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3529         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3530                 nid, (unsigned long)pgdat,
3531                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3532 #endif
3533
3534         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3535 }
3536
3537 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3538
3539 #if MAX_NUMNODES > 1
3540 /*
3541  * Figure out the number of possible node ids.
3542  */
3543 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3544 {
3545         unsigned int node;
3546         unsigned int highest = 0;
3547
3548         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3549                 highest = node;
3550         nr_node_ids = highest + 1;
3551 }
3552 #else
3553 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3554 {
3555 }
3556 #endif
3557
3558 /**
3559  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3560  * @nid: The node ID the range resides on
3561  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3562  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3563  *
3564  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3565  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3566  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3567  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3568  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3569  */
3570 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3571                                                 unsigned long end_pfn)
3572 {
3573         int i;
3574
3575         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3576                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3577                         "%d entries of %d used\n",
3578                         nid, start_pfn, end_pfn,
3579                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3580
3581         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3582
3583         /* Merge with existing active regions if possible */
3584         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3585                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3586                         continue;
3587
3588                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3589                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3590                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3591                         return;
3592
3593                 /* Merge forward if suitable */
3594                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3595                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3596                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3597                         return;
3598                 }
3599
3600                 /* Merge backward if suitable */
3601                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3602                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3603                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3604                         return;
3605                 }
3606         }
3607
3608         /* Check that early_node_map is large enough */
3609         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3610                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3611                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3612                 return;
3613         }
3614
3615         early_node_map[i].nid = nid;
3616         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3617         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3618         nr_nodemap_entries = i + 1;
3619 }
3620
3621 /**
3622  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3623  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3624  * @start_pfn: The new PFN of the range
3625  * @end_pfn: The new PFN of the range
3626  *
3627  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3628  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3629  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3630  * range.
3631  */
3632 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3633                                 unsigned long end_pfn)
3634 {
3635         int i, j;
3636         int removed = 0;
3637
3638         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3639                           nid, start_pfn, end_pfn);
3640
3641         /* Find the old active region end and shrink */
3642         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3643                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3644                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3645                         /* clear it */
3646                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3647                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3648                         removed = 1;
3649                         continue;
3650                 }
3651                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3652                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3653                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3654                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3655                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3656                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3657                         continue;
3658                 }
3659                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3660                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3661                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3662                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3663                         continue;
3664                 }
3665         }
3666
3667         if (!removed)
3668                 return;
3669
3670         /* remove the blank ones */
3671         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3672                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3673                         continue;
3674                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3675                         continue;
3676                 /* we found it, get rid of it */
3677                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3678                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3679                                 sizeof(early_node_map[j]));
3680                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3681                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3682                 nr_nodemap_entries--;
3683         }
3684 }
3685
3686 /**
3687  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3688  *
3689  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3690  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3691  * all currently registered regions.
3692  */
3693 void __init remove_all_active_ranges(void)
3694 {
3695         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3696         nr_nodemap_entries = 0;
3697 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3698         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3699         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3700 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3701 }
3702
3703 /* Compare two active node_active_regions */
3704 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3705 {
3706         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3707         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3708
3709         /* Done this way to avoid overflows */
3710         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3711                 return 1;
3712         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3713                 return -1;
3714
3715         return 0;
3716 }
3717
3718 /* sort the node_map by start_pfn */
3719 static void __init sort_node_map(void)
3720 {
3721         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3722                         sizeof(struct node_active_region),
3723                         cmp_node_active_region, NULL);
3724 }
3725
3726 /* Find the lowest pfn for a node */
3727 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3728 {
3729         int i;
3730         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3731
3732         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3733         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3734                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3735
3736         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3737                 printk(KERN_WARNING
3738                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3739                 return 0;
3740         }
3741
3742         return min_pfn;
3743 }
3744
3745 /**
3746  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3747  *
3748  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3749  * add_active_range().
3750  */
3751 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3752 {
3753         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3754 }
3755
3756 /**
3757  * find_max_pfn_with_active_regions - Find the maximum PFN registered
3758  *
3759  * It returns the maximum PFN based on information provided via
3760  * add_active_range().
3761  */
3762 unsigned long __init find_max_pfn_with_active_regions(void)
3763 {
3764         int i;
3765         unsigned long max_pfn = 0;
3766
3767         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3768                 max_pfn = max(max_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3769
3770         return max_pfn;
3771 }
3772
3773 /*
3774  * early_calculate_totalpages()
3775  * Sum pages in active regions for movable zone.
3776  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3777  */
3778 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3779 {
3780         int i;
3781         unsigned long totalpages = 0;
3782
3783         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3784                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3785                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3786                 totalpages += pages;
3787                 if (pages)
3788                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3789         }
3790         return totalpages;
3791 }
3792
3793 /*
3794  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3795  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3796  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3797  * others
3798  */
3799 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3800 {
3801         int i, nid;
3802         unsigned long usable_startpfn;
3803         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3804         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3805         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3806
3807         /*
3808          * If movablecore was specified, calculate what size of
3809          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3810          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3811          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3812          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3813          * what movablecore would have allowed.
3814          */
3815         if (required_movablecore) {
3816                 unsigned long corepages;
3817
3818                 /*
3819                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3820                  * was requested by the user
3821                  */
3822                 required_movablecore =
3823                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3824                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3825
3826                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3827         }
3828
3829         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3830         if (!required_kernelcore)
3831                 return;
3832
3833         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3834         find_usable_zone_for_movable();
3835         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3836
3837 restart:
3838         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3839         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3840         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3841                 /*
3842                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3843                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3844                  * amount of memory for the kernel
3845                  */
3846                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3847                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3848
3849                 /*
3850                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3851                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3852                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3853                  */
3854                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3855
3856                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3857                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3858                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3859                         unsigned long size_pages;
3860
3861                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3862                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3863                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3864                         if (start_pfn >= end_pfn)
3865                                 continue;
3866
3867                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3868                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3869                                 unsigned long kernel_pages;
3870                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3871                                                                 - start_pfn;
3872
3873                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3874                                                         kernelcore_remaining);
3875                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3876                                                         required_kernelcore);
3877
3878                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3879                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3880
3881                                         /*
3882                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3883                                          * that if we have to rebalance
3884                                          * kernelcore across nodes, we will
3885                                          * not double account here
3886                                          */
3887                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3888                                         continue;
3889                                 }
3890                                 start_pfn = usable_startpfn;
3891                         }
3892
3893                         /*
3894                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3895                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3896                          * number of pages used as kernelcore
3897                          */
3898                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3899                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3900                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3901                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3902
3903                         /*
3904                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3905                          * break if the kernelcore for this node has been
3906                          * satisified
3907                          */
3908                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3909                                                                 size_pages);
3910                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3911                         if (!kernelcore_remaining)
3912                                 break;
3913                 }
3914         }
3915
3916         /*
3917          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3918          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3919          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3920          * satisified
3921          */
3922         usable_nodes--;
3923         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
3924                 goto restart;
3925
3926         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
3927         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
3928                 zone_movable_pfn[nid] =
3929                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
3930 }
3931
3932 /* Any regular memory on that node ? */
3933 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
3934 {
3935 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
3936         enum zone_type zone_type;
3937
3938         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
3939                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
3940                 if (zone->present_pages)
3941                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
3942         }
3943 #endif
3944 }
3945
3946 /**
3947  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3948  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
3949  *
3950  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
3951  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
3952  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
3953  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
3954  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
3955  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
3956  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
3957  * at arch_max_dma_pfn.
3958  */
3959 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
3960 {
3961         unsigned long nid;
3962         enum zone_type i;
3963
3964         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
3965         sort_node_map();
3966
3967         /* Record where the zone boundaries are */
3968         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
3969                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
3970         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
3971                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
3972         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
3973         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
3974         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3975                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3976                         continue;
3977                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
3978                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
3979                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
3980                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
3981         }
3982         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3983         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3984
3985         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
3986         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
3987         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
3988
3989         /* Print out the zone ranges */
3990         printk("Zone PFN ranges:\n");
3991         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3992                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3993                         continue;
3994                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
3995                                 zone_names[i],
3996                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
3997                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
3998         }
3999
4000         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4001         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4002         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4003                 if (zone_movable_pfn[i])
4004                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4005         }
4006
4007         /* Print out the early_node_map[] */
4008         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4009         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4010                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4011                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4012                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4013
4014         /* Initialise every node */
4015         mminit_verify_pageflags_layout();
4016         setup_nr_node_ids();
4017         for_each_online_node(nid) {
4018                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4019                 free_area_init_node(nid, NULL,
4020                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4021
4022                 /* Any memory on that node */
4023                 if (pgdat->node_present_pages)
4024                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4025                 check_for_regular_memory(pgdat);
4026         }
4027 }
4028
4029 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4030 {
4031         unsigned long long coremem;
4032         if (!p)
4033                 return -EINVAL;
4034
4035         coremem = memparse(p, &p);
4036         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4037
4038         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4039         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4040
4041         return 0;
4042 }
4043
4044 /*
4045  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4046  * cannot be reclaimed or migrated.
4047  */
4048 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4049 {
4050         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4051 }
4052
4053 /*
4054  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4055  * can be reclaimed or migrated.
4056  */
4057 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4058 {
4059         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4060 }
4061
4062 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4063 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4064
4065 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4066
4067 /**
4068  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4069  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4070  *
4071  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4072  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4073  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4074  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4075  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4076  * smaller per-cpu batchsize.
4077  */
4078 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4079 {
4080         dma_reserve = new_dma_reserve;
4081 }
4082
4083 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4084 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4085 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4086 #endif
4087
4088 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4089 {
4090         free_area_init_node(0, zones_size,
4091                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4092 }
4093
4094 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4095                                  unsigned long action, void *hcpu)
4096 {
4097         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4098
4099         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4100                 drain_pages(cpu);
4101
4102                 /*
4103                  * Spill the event counters of the dead processor
4104                  * into the current processors event counters.
4105                  * This artificially elevates the count of the current
4106                  * processor.
4107                  */
4108                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4109
4110                 /*
4111                  * Zero the differential counters of the dead processor
4112                  * so that the vm statistics are consistent.
4113                  *
4114                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4115                  * race with what we are doing.
4116                  */
4117                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4118         }
4119         return NOTIFY_OK;
4120 }
4121
4122 void __init page_alloc_init(void)
4123 {
4124         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4125 }
4126
4127 /*
4128  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4129  *      or min_free_kbytes changes.
4130  */
4131 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4132 {
4133         struct pglist_data *pgdat;
4134         unsigned long reserve_pages = 0;
4135         enum zone_type i, j;
4136
4137         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4138                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4139                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4140                         unsigned long max = 0;
4141
4142                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4143                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4144                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4145                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4146                         }
4147
4148                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4149                         max += zone->pages_high;
4150
4151                         if (max > zone->present_pages)
4152                                 max = zone->present_pages;
4153                         reserve_pages += max;
4154                 }
4155         }
4156         totalreserve_pages = reserve_pages;
4157 }
4158
4159 /*
4160  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4161  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4162  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4163  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4164  */
4165 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4166 {
4167         struct pglist_data *pgdat;
4168         enum zone_type j, idx;
4169
4170         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4171                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4172                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4173                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4174
4175                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4176
4177                         idx = j;
4178                         while (idx) {
4179                                 struct zone *lower_zone;
4180
4181                                 idx--;
4182
4183                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4184                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4185
4186                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4187                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4188                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4189                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4190                         }
4191                 }
4192         }
4193
4194         /* update totalreserve_pages */
4195         calculate_totalreserve_pages();
4196 }
4197
4198 /**
4199  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4200  *
4201  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4202  * with respect to min_free_kbytes.
4203  */
4204 void setup_per_zone_pages_min(void)
4205 {
4206         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4207         unsigned long lowmem_pages = 0;
4208         struct zone *zone;
4209         unsigned long flags;
4210
4211         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4212         for_each_zone(zone) {
4213                 if (!is_highmem(zone))
4214                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4215         }
4216
4217         for_each_zone(zone) {
4218                 u64 tmp;
4219
4220                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4221                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4222                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4223                 if (is_highmem(zone)) {
4224                         /*
4225                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4226                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4227                          * value here.
4228                          *
4229                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4230                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4231                          * not be capped for highmem.
4232                          */
4233                         int min_pages;
4234
4235                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4236                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4237                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4238                         if (min_pages > 128)
4239                                 min_pages = 128;
4240                         zone->pages_min = min_pages;
4241                 } else {
4242                         /*
4243                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4244                          * proportionate to the zone's size.
4245                          */
4246                         zone->pages_min = tmp;
4247                 }
4248
4249                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4250                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4251                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4252                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4253         }
4254
4255         /* update totalreserve_pages */
4256         calculate_totalreserve_pages();
4257 }
4258
4259 /*
4260  * Initialise min_free_kbytes.
4261  *
4262  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4263  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4264  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4265  *
4266  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4267  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4268  *
4269  * which yields
4270  *
4271  * 16MB:        512k
4272  * 32MB:        724k
4273  * 64MB:        1024k
4274  * 128MB:       1448k
4275  * 256MB:       2048k
4276  * 512MB:       2896k
4277  * 1024MB:      4096k
4278  * 2048MB:      5792k
4279  * 4096MB:      8192k
4280  * 8192MB:      11584k
4281  * 16384MB:     16384k
4282  */
4283 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4284 {
4285         unsigned long lowmem_kbytes;
4286
4287         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4288
4289         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4290         if (min_free_kbytes < 128)
4291                 min_free_kbytes = 128;
4292         if (min_free_kbytes > 65536)
4293                 min_free_kbytes = 65536;
4294         setup_per_zone_pages_min();
4295         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4296         return 0;
4297 }
4298 module_init(init_per_zone_pages_min)
4299
4300 /*
4301  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4302  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4303  *      changes.
4304  */
4305 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4306         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4307 {
4308         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4309         if (write)
4310                 setup_per_zone_pages_min();
4311         return 0;
4312 }
4313
4314 #ifdef CONFIG_NUMA
4315 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4316         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4317 {
4318         struct zone *zone;
4319         int rc;
4320
4321         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4322         if (rc)
4323                 return rc;
4324
4325         for_each_zone(zone)
4326                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4327                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4328         return 0;
4329 }
4330
4331 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4332         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4333 {
4334         struct zone *zone;
4335         int rc;
4336
4337         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4338         if (rc)
4339                 return rc;
4340
4341         for_each_zone(zone)
4342                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4343                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4344         return 0;
4345 }
4346 #endif
4347
4348 /*
4349  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4350  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4351  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4352  *
4353  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4354  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4355  * if in function of the boot time zone sizes.
4356  */
4357 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4358         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4359 {
4360         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4361         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4362         return 0;
4363 }
4364
4365 /*
4366  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4367  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4368  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4369  */
4370
4371 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4372         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4373 {
4374         struct zone *zone;
4375         unsigned int cpu;
4376         int ret;
4377
4378         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4379         if (!write || (ret == -EINVAL))
4380                 return ret;
4381         for_each_zone(zone) {
4382                 for_each_online_cpu(cpu) {
4383                         unsigned long  high;
4384                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4385                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4386                 }
4387         }
4388         return 0;
4389 }
4390
4391 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4392
4393 #ifdef CONFIG_NUMA
4394 static int __init set_hashdist(char *str)
4395 {
4396         if (!str)
4397                 return 0;
4398         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4399         return 1;
4400 }
4401 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4402 #endif
4403
4404 /*
4405  * allocate a large system hash table from bootmem
4406  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4407  *   quantity of entries
4408  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4409  */
4410 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4411                                      unsigned long bucketsize,
4412                                      unsigned long numentries,
4413                                      int scale,
4414                                      int flags,
4415                                      unsigned int *_hash_shift,
4416                                      unsigned int *_hash_mask,
4417                                      unsigned long limit)
4418 {
4419         unsigned long long max = limit;
4420         unsigned long log2qty, size;
4421         void *table = NULL;
4422
4423         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4424         if (!numentries) {
4425                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4426                 numentries = nr_kernel_pages;
4427                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4428                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4429                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4430
4431                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4432                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4433                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4434                 else
4435                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4436
4437                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4438                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4439                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4440         }
4441         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4442
4443         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4444         if (max == 0) {
4445                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4446                 do_div(max, bucketsize);
4447         }
4448
4449         if (numentries > max)
4450                 numentries = max;
4451
4452         log2qty = ilog2(numentries);
4453
4454         do {
4455                 size = bucketsize << log2qty;
4456                 if (flags & HASH_EARLY)
4457                         table = alloc_bootmem(size);
4458                 else if (hashdist)
4459                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4460                 else {
4461                         unsigned long order = get_order(size);
4462                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
4463                         /*
4464                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4465                          * some pages at the end of hash table.
4466                          */
4467                         if (table) {
4468                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4469                                                 (PAGE_SIZE << order);
4470                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4471                                                 PAGE_ALIGN(size);
4472                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4473                                 while (used < alloc_end) {
4474                                         free_page(used);
4475                                         used += PAGE_SIZE;
4476                                 }
4477                         }
4478                 }
4479         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4480
4481         if (!table)
4482                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4483
4484         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4485                tablename,
4486                (1U << log2qty),
4487                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4488                size);
4489
4490         if (_hash_shift)
4491                 *_hash_shift = log2qty;
4492         if (_hash_mask)
4493                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4494
4495         return table;
4496 }
4497
4498 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
4499 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
4500 {
4501         return __pfn_to_page(pfn);
4502 }
4503 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
4504 {
4505         return __page_to_pfn(page);
4506 }
4507 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
4508 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
4509 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
4510
4511 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4512 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4513                                                         unsigned long pfn)
4514 {
4515 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4516         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4517 #else
4518         return zone->pageblock_flags;
4519 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4520 }
4521
4522 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4523 {
4524 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4525         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4526         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4527 #else
4528         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4529         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4530 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4531 }
4532
4533 /**
4534  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4535  * @page: The page within the block of interest
4536  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4537  * @end_bitidx: The last bit of interest
4538  * returns pageblock_bits flags
4539  */
4540 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4541                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4542 {
4543         struct zone *zone;
4544         unsigned long *bitmap;
4545         unsigned long pfn, bitidx;
4546         unsigned long flags = 0;
4547         unsigned long value = 1;
4548
4549         zone = page_zone(page);
4550         pfn = page_to_pfn(page);
4551         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4552         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4553
4554         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4555                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4556                         flags |= value;
4557
4558         return flags;
4559 }
4560
4561 /**
4562  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4563  * @page: The page within the block of interest
4564  * @start_bitidx: The first bit of interest
4565  * @end_bitidx: The last bit of interest
4566  * @flags: The flags to set
4567  */
4568 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4569                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4570 {
4571         struct zone *zone;
4572         unsigned long *bitmap;
4573         unsigned long pfn, bitidx;
4574         unsigned long value = 1;
4575
4576         zone = page_zone(page);
4577         pfn = page_to_pfn(page);
4578         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4579         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4580         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4581         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4582
4583         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4584                 if (flags & value)
4585                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4586                 else
4587                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4588 }
4589
4590 /*
4591  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4592  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4593  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4594  */
4595
4596 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4597 {
4598         struct zone *zone;
4599         unsigned long flags;
4600         int ret = -EBUSY;
4601
4602         zone = page_zone(page);
4603         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4604         /*
4605          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4606          */
4607         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4608                 goto out;
4609         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4610         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4611         ret = 0;
4612 out:
4613         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4614         if (!ret)
4615                 drain_all_pages();
4616         return ret;
4617 }
4618
4619 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4620 {
4621         struct zone *zone;
4622         unsigned long flags;
4623         zone = page_zone(page);
4624         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4625         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4626                 goto out;
4627         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4628         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4629 out:
4630         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4631 }
4632
4633 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4634 /*
4635  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4636  */
4637 void
4638 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4639 {
4640         struct page *page;
4641         struct zone *zone;
4642         int order, i;
4643         unsigned long pfn;
4644         unsigned long flags;
4645         /* find the first valid pfn */
4646         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4647                 if (pfn_valid(pfn))
4648                         break;
4649         if (pfn == end_pfn)
4650                 return;
4651         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4652         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4653         pfn = start_pfn;
4654         while (pfn < end_pfn) {
4655                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4656                         pfn++;
4657                         continue;
4658                 }
4659                 page = pfn_to_page(pfn);
4660                 BUG_ON(page_count(page));
4661                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4662                 order = page_order(page);
4663 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4664                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4665                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4666 #endif
4667                 list_del(&page->lru);
4668                 rmv_page_order(page);
4669                 zone->free_area[order].nr_free--;
4670                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4671                                       - (1UL << order));
4672                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4673                         SetPageReserved((page+i));
4674                 pfn += (1 << order);
4675         }
4676         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4677 }
4678 #endif