d06f6e0f75aa9e52c6e5ebaeb84dcf29bc9dd044
[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/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/topology.h>
32 #include <linux/sysctl.h>
33 #include <linux/cpu.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/memory_hotplug.h>
36 #include <linux/nodemask.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/stop_machine.h>
40 #include <linux/sort.h>
41 #include <linux/pfn.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/fault-inject.h>
44
45 #include <asm/tlbflush.h>
46 #include <asm/div64.h>
47 #include "internal.h"
48
49 /*
50  * Array of node states.
51  */
52 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
53         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
54         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
55 #ifndef CONFIG_NUMA
56         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
57 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
58         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
59 #endif
60         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
61 #endif  /* NUMA */
62 };
63 EXPORT_SYMBOL(node_states);
64
65 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
66 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
67 long nr_swap_pages;
68 int percpu_pagelist_fraction;
69
70 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
71
72 /*
73  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
74  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
75  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
76  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
77  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
78  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
79  *
80  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
81  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
82  */
83 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
84 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
85          256,
86 #endif
87 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
88          256,
89 #endif
90 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
91          32,
92 #endif
93          32,
94 };
95
96 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
97
98 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
99 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
100          "DMA",
101 #endif
102 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
103          "DMA32",
104 #endif
105          "Normal",
106 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
107          "HighMem",
108 #endif
109          "Movable",
110 };
111
112 int min_free_kbytes = 1024;
113
114 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
115 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
116 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
117
118 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
119   /*
120    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maxmimum number of distinct
121    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
122    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
123    * so the number of times add_active_range() can be called is
124    * related to the number of nodes and the number of holes
125    */
126   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
127     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
128     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
129   #else
130     #if MAX_NUMNODES >= 32
131       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
132       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
133     #else
134       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
135       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
136     #endif
137   #endif
138
139   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
140   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
141   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
142   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
143 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
144   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
145   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
146 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
147   unsigned long __initdata required_kernelcore;
148   unsigned long __initdata required_movablecore;
149   unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
150
151   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
152   int movable_zone;
153   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
154 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
155
156 #if MAX_NUMNODES > 1
157 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
158 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
159 #endif
160
161 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
162 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
163 {
164         int ret = 0;
165         unsigned seq;
166         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
167
168         do {
169                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
170                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
171                         ret = 1;
172                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
173                         ret = 1;
174         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
175
176         return ret;
177 }
178
179 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
180 {
181         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
182                 return 0;
183         if (zone != page_zone(page))
184                 return 0;
185
186         return 1;
187 }
188 /*
189  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
190  */
191 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
192 {
193         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
194                 return 1;
195         if (!page_is_consistent(zone, page))
196                 return 1;
197
198         return 0;
199 }
200 #else
201 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
202 {
203         return 0;
204 }
205 #endif
206
207 static void bad_page(struct page *page)
208 {
209         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
210                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
211                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
212                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
213                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
214                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
215                 page_mapcount(page), page_count(page));
216         dump_stack();
217         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
218                         1 << PG_private |
219                         1 << PG_locked  |
220                         1 << PG_active  |
221                         1 << PG_dirty   |
222                         1 << PG_reclaim |
223                         1 << PG_slab    |
224                         1 << PG_swapcache |
225                         1 << PG_writeback |
226                         1 << PG_buddy );
227         set_page_count(page, 0);
228         reset_page_mapcount(page);
229         page->mapping = NULL;
230         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
231 }
232
233 /*
234  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
235  *
236  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
237  *
238  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
239  *
240  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
241  * the head page (even the head page has this).
242  *
243  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
244  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
245  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
246  */
247
248 static void free_compound_page(struct page *page)
249 {
250         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
251 }
252
253 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
254 {
255         int i;
256         int nr_pages = 1 << order;
257
258         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
259         set_compound_order(page, order);
260         __SetPageHead(page);
261         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
262                 struct page *p = page + i;
263
264                 __SetPageTail(p);
265                 p->first_page = page;
266         }
267 }
268
269 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
270 {
271         int i;
272         int nr_pages = 1 << order;
273
274         if (unlikely(compound_order(page) != order))
275                 bad_page(page);
276
277         if (unlikely(!PageHead(page)))
278                         bad_page(page);
279         __ClearPageHead(page);
280         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
281                 struct page *p = page + i;
282
283                 if (unlikely(!PageTail(p) |
284                                 (p->first_page != page)))
285                         bad_page(page);
286                 __ClearPageTail(p);
287         }
288 }
289
290 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
291 {
292         int i;
293
294         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
295         /*
296          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
297          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
298          */
299         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
300         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
301                 clear_highpage(page + i);
302 }
303
304 /*
305  * function for dealing with page's order in buddy system.
306  * zone->lock is already acquired when we use these.
307  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
308  */
309 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
310 {
311         return page_private(page);
312 }
313
314 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
315 {
316         set_page_private(page, order);
317         __SetPageBuddy(page);
318 }
319
320 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
321 {
322         __ClearPageBuddy(page);
323         set_page_private(page, 0);
324 }
325
326 /*
327  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
328  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
329  *
330  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
331  * the following equation:
332  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
333  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
334  * 1 buddy is #10:
335  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
336  *
337  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
338  * satisfies the following equation:
339  *     P = B & ~(1 << O)
340  *
341  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
342  */
343 static inline struct page *
344 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
345 {
346         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
347
348         return page + (buddy_idx - page_idx);
349 }
350
351 static inline unsigned long
352 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
353 {
354         return (page_idx & ~(1 << order));
355 }
356
357 /*
358  * This function checks whether a page is free && is the buddy
359  * we can do coalesce a page and its buddy if
360  * (a) the buddy is not in a hole &&
361  * (b) the buddy is in the buddy system &&
362  * (c) a page and its buddy have the same order &&
363  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
364  *
365  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
366  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
367  *
368  * For recording page's order, we use page_private(page).
369  */
370 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
371                                                                 int order)
372 {
373         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
374                 return 0;
375
376         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
377                 return 0;
378
379         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
380                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
381                 return 1;
382         }
383         return 0;
384 }
385
386 /*
387  * Freeing function for a buddy system allocator.
388  *
389  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
390  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
391  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
392  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
393  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
394  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
395  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
396  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
397  * parts of the VM system.
398  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
399  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
400  * order is recorded in page_private(page) field.
401  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
402  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
403  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
404  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
405  * triggers coalescing into a block of larger size.            
406  *
407  * -- wli
408  */
409
410 static inline void __free_one_page(struct page *page,
411                 struct zone *zone, unsigned int order)
412 {
413         unsigned long page_idx;
414         int order_size = 1 << order;
415
416         if (unlikely(PageCompound(page)))
417                 destroy_compound_page(page, order);
418
419         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
420
421         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
422         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
423
424         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
425         while (order < MAX_ORDER-1) {
426                 unsigned long combined_idx;
427                 struct free_area *area;
428                 struct page *buddy;
429
430                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
431                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
432                         break;          /* Move the buddy up one level. */
433
434                 list_del(&buddy->lru);
435                 area = zone->free_area + order;
436                 area->nr_free--;
437                 rmv_page_order(buddy);
438                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
439                 page = page + (combined_idx - page_idx);
440                 page_idx = combined_idx;
441                 order++;
442         }
443         set_page_order(page, order);
444         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
445         zone->free_area[order].nr_free++;
446 }
447
448 static inline int free_pages_check(struct page *page)
449 {
450         if (unlikely(page_mapcount(page) |
451                 (page->mapping != NULL)  |
452                 (page_count(page) != 0)  |
453                 (page->flags & (
454                         1 << PG_lru     |
455                         1 << PG_private |
456                         1 << PG_locked  |
457                         1 << PG_active  |
458                         1 << PG_slab    |
459                         1 << PG_swapcache |
460                         1 << PG_writeback |
461                         1 << PG_reserved |
462                         1 << PG_buddy ))))
463                 bad_page(page);
464         if (PageDirty(page))
465                 __ClearPageDirty(page);
466         /*
467          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
468          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
469          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
470          */
471         return PageReserved(page);
472 }
473
474 /*
475  * Frees a list of pages. 
476  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
477  * count is the number of pages to free.
478  *
479  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
480  * see if this freeing clears that state.
481  *
482  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
483  * pinned" detection logic.
484  */
485 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
486                                         struct list_head *list, int order)
487 {
488         spin_lock(&zone->lock);
489         zone->all_unreclaimable = 0;
490         zone->pages_scanned = 0;
491         while (count--) {
492                 struct page *page;
493
494                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
495                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
496                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
497                 list_del(&page->lru);
498                 __free_one_page(page, zone, order);
499         }
500         spin_unlock(&zone->lock);
501 }
502
503 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
504 {
505         spin_lock(&zone->lock);
506         zone->all_unreclaimable = 0;
507         zone->pages_scanned = 0;
508         __free_one_page(page, zone, order);
509         spin_unlock(&zone->lock);
510 }
511
512 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
513 {
514         unsigned long flags;
515         int i;
516         int reserved = 0;
517
518         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
519                 reserved += free_pages_check(page + i);
520         if (reserved)
521                 return;
522
523         if (!PageHighMem(page))
524                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
525         arch_free_page(page, order);
526         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
527
528         local_irq_save(flags);
529         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
530         free_one_page(page_zone(page), page, order);
531         local_irq_restore(flags);
532 }
533
534 /*
535  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
536  */
537 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
538 {
539         if (order == 0) {
540                 __ClearPageReserved(page);
541                 set_page_count(page, 0);
542                 set_page_refcounted(page);
543                 __free_page(page);
544         } else {
545                 int loop;
546
547                 prefetchw(page);
548                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
549                         struct page *p = &page[loop];
550
551                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
552                                 prefetchw(p + 1);
553                         __ClearPageReserved(p);
554                         set_page_count(p, 0);
555                 }
556
557                 set_page_refcounted(page);
558                 __free_pages(page, order);
559         }
560 }
561
562
563 /*
564  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
565  * Please do not alter this order without good reasons and regression
566  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
567  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
568  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
569  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
570  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
571  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
572  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
573  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
574  *
575  * -- wli
576  */
577 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
578         int low, int high, struct free_area *area)
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);
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_count(page) != 0)  |
601                 (page->flags & (
602                         1 << PG_lru     |
603                         1 << PG_private |
604                         1 << PG_locked  |
605                         1 << PG_active  |
606                         1 << PG_dirty   |
607                         1 << PG_slab    |
608                         1 << PG_swapcache |
609                         1 << PG_writeback |
610                         1 << PG_reserved |
611                         1 << PG_buddy ))))
612                 bad_page(page);
613
614         /*
615          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
616          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
617          */
618         if (PageReserved(page))
619                 return 1;
620
621         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_readahead |
622                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
623                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
624         set_page_private(page, 0);
625         set_page_refcounted(page);
626
627         arch_alloc_page(page, order);
628         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
629
630         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
631                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
632
633         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
634                 prep_compound_page(page, order);
635
636         return 0;
637 }
638
639 /* 
640  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
641  * Call me with the zone->lock already held.
642  */
643 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
644 {
645         struct free_area * area;
646         unsigned int current_order;
647         struct page *page;
648
649         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
650                 area = zone->free_area + current_order;
651                 if (list_empty(&area->free_list))
652                         continue;
653
654                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
655                 list_del(&page->lru);
656                 rmv_page_order(page);
657                 area->nr_free--;
658                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
659                 expand(zone, page, order, current_order, area);
660                 return page;
661         }
662
663         return NULL;
664 }
665
666 /* 
667  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
668  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
669  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
670  */
671 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
672                         unsigned long count, struct list_head *list)
673 {
674         int i;
675         
676         spin_lock(&zone->lock);
677         for (i = 0; i < count; ++i) {
678                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
679                 if (unlikely(page == NULL))
680                         break;
681                 list_add_tail(&page->lru, list);
682         }
683         spin_unlock(&zone->lock);
684         return i;
685 }
686
687 #ifdef CONFIG_NUMA
688 /*
689  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
690  * currently executing processor on remote nodes after they have
691  * expired.
692  *
693  * Note that this function must be called with the thread pinned to
694  * a single processor.
695  */
696 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
697 {
698         unsigned long flags;
699         int to_drain;
700
701         local_irq_save(flags);
702         if (pcp->count >= pcp->batch)
703                 to_drain = pcp->batch;
704         else
705                 to_drain = pcp->count;
706         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
707         pcp->count -= to_drain;
708         local_irq_restore(flags);
709 }
710 #endif
711
712 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
713 {
714         unsigned long flags;
715         struct zone *zone;
716         int i;
717
718         for_each_zone(zone) {
719                 struct per_cpu_pageset *pset;
720
721                 if (!populated_zone(zone))
722                         continue;
723
724                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
725                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
726                         struct per_cpu_pages *pcp;
727
728                         pcp = &pset->pcp[i];
729                         local_irq_save(flags);
730                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
731                         pcp->count = 0;
732                         local_irq_restore(flags);
733                 }
734         }
735 }
736
737 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
738
739 void mark_free_pages(struct zone *zone)
740 {
741         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
742         unsigned long flags;
743         int order;
744         struct list_head *curr;
745
746         if (!zone->spanned_pages)
747                 return;
748
749         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
750
751         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
752         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
753                 if (pfn_valid(pfn)) {
754                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
755
756                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
757                                 swsusp_unset_page_free(page);
758                 }
759
760         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
761                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
762                         unsigned long i;
763
764                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
765                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
766                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
767                 }
768
769         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
770 }
771
772 /*
773  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
774  */
775 void drain_local_pages(void)
776 {
777         unsigned long flags;
778
779         local_irq_save(flags);  
780         __drain_pages(smp_processor_id());
781         local_irq_restore(flags);       
782 }
783 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
784
785 /*
786  * Free a 0-order page
787  */
788 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
789 {
790         struct zone *zone = page_zone(page);
791         struct per_cpu_pages *pcp;
792         unsigned long flags;
793
794         if (PageAnon(page))
795                 page->mapping = NULL;
796         if (free_pages_check(page))
797                 return;
798
799         if (!PageHighMem(page))
800                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
801         arch_free_page(page, 0);
802         kernel_map_pages(page, 1, 0);
803
804         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
805         local_irq_save(flags);
806         __count_vm_event(PGFREE);
807         list_add(&page->lru, &pcp->list);
808         pcp->count++;
809         if (pcp->count >= pcp->high) {
810                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
811                 pcp->count -= pcp->batch;
812         }
813         local_irq_restore(flags);
814         put_cpu();
815 }
816
817 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
818 {
819         free_hot_cold_page(page, 0);
820 }
821         
822 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
823 {
824         free_hot_cold_page(page, 1);
825 }
826
827 /*
828  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
829  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
830  * Each sub-page must be freed individually.
831  *
832  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
833  * Please consult with lkml before using this in your driver.
834  */
835 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
836 {
837         int i;
838
839         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
840         VM_BUG_ON(!page_count(page));
841         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
842                 set_page_refcounted(page + i);
843 }
844
845 /*
846  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
847  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
848  * or two.
849  */
850 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
851                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
852 {
853         unsigned long flags;
854         struct page *page;
855         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
856         int cpu;
857
858 again:
859         cpu  = get_cpu();
860         if (likely(order == 0)) {
861                 struct per_cpu_pages *pcp;
862
863                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
864                 local_irq_save(flags);
865                 if (!pcp->count) {
866                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
867                                                 pcp->batch, &pcp->list);
868                         if (unlikely(!pcp->count))
869                                 goto failed;
870                 }
871                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
872                 list_del(&page->lru);
873                 pcp->count--;
874         } else {
875                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
876                 page = __rmqueue(zone, order);
877                 spin_unlock(&zone->lock);
878                 if (!page)
879                         goto failed;
880         }
881
882         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
883         zone_statistics(zonelist, zone);
884         local_irq_restore(flags);
885         put_cpu();
886
887         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
888         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
889                 goto again;
890         return page;
891
892 failed:
893         local_irq_restore(flags);
894         put_cpu();
895         return NULL;
896 }
897
898 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
899 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
900 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
901 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
902 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
903 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
904 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
905
906 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
907
908 static struct fail_page_alloc_attr {
909         struct fault_attr attr;
910
911         u32 ignore_gfp_highmem;
912         u32 ignore_gfp_wait;
913         u32 min_order;
914
915 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
916
917         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
918         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
919         struct dentry *min_order_file;
920
921 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
922
923 } fail_page_alloc = {
924         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
925         .ignore_gfp_wait = 1,
926         .ignore_gfp_highmem = 1,
927         .min_order = 1,
928 };
929
930 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
931 {
932         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
933 }
934 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
935
936 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
937 {
938         if (order < fail_page_alloc.min_order)
939                 return 0;
940         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
941                 return 0;
942         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
943                 return 0;
944         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
945                 return 0;
946
947         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
948 }
949
950 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
951
952 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
953 {
954         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
955         struct dentry *dir;
956         int err;
957
958         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
959                                        "fail_page_alloc");
960         if (err)
961                 return err;
962         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
963
964         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
965                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
966                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
967
968         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
969                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
970                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
971         fail_page_alloc.min_order_file =
972                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
973                                    &fail_page_alloc.min_order);
974
975         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
976             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
977             !fail_page_alloc.min_order_file) {
978                 err = -ENOMEM;
979                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
980                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
981                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
982                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
983         }
984
985         return err;
986 }
987
988 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
989
990 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
991
992 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
993
994 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
995 {
996         return 0;
997 }
998
999 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1000
1001 /*
1002  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1003  * of the allocation.
1004  */
1005 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1006                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1007 {
1008         /* free_pages my go negative - that's OK */
1009         long min = mark;
1010         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1011         int o;
1012
1013         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1014                 min -= min / 2;
1015         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1016                 min -= min / 4;
1017
1018         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1019                 return 0;
1020         for (o = 0; o < order; o++) {
1021                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1022                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1023
1024                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1025                 min >>= 1;
1026
1027                 if (free_pages <= min)
1028                         return 0;
1029         }
1030         return 1;
1031 }
1032
1033 #ifdef CONFIG_NUMA
1034 /*
1035  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1036  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1037  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1038  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1039  * that have to skip over alot of full or unallowed zones.
1040  *
1041  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1042  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1043  * tasks mems_allowed, or node_online_map.)
1044  *
1045  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1046  * nothing and returns NULL.
1047  *
1048  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1049  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1050  *
1051  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1052  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1053  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1054  * quickly as we can.
1055  */
1056 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1057 {
1058         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1059         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1060
1061         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1062         if (!zlc)
1063                 return NULL;
1064
1065         if (jiffies - zlc->last_full_zap > 1 * HZ) {
1066                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1067                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1068         }
1069
1070         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1071                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1072                                         &node_online_map;
1073         return allowednodes;
1074 }
1075
1076 /*
1077  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1078  * if it is worth looking at further for free memory:
1079  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1080  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1081  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1082  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1083  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1084  * else return false (zero) if it is not.
1085  *
1086  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1087  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1088  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1089  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1090  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1091  * into the second scan of the zonelist.
1092  *
1093  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1094  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1095  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1096  * unturned looking for a free page.
1097  */
1098 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1099                                                 nodemask_t *allowednodes)
1100 {
1101         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1102         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1103         int n;                          /* node that zone *z is on */
1104
1105         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1106         if (!zlc)
1107                 return 1;
1108
1109         i = z - zonelist->zones;
1110         n = zlc->z_to_n[i];
1111
1112         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1113         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1114 }
1115
1116 /*
1117  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1118  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1119  * from that zone don't waste time re-examining it.
1120  */
1121 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1122 {
1123         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1124         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1125
1126         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1127         if (!zlc)
1128                 return;
1129
1130         i = z - zonelist->zones;
1131
1132         set_bit(i, zlc->fullzones);
1133 }
1134
1135 #else   /* CONFIG_NUMA */
1136
1137 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1138 {
1139         return NULL;
1140 }
1141
1142 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1143                                 nodemask_t *allowednodes)
1144 {
1145         return 1;
1146 }
1147
1148 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1149 {
1150 }
1151 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1152
1153 /*
1154  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1155  * a page.
1156  */
1157 static struct page *
1158 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1159                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1160 {
1161         struct zone **z;
1162         struct page *page = NULL;
1163         int classzone_idx = zone_idx(zonelist->zones[0]);
1164         struct zone *zone;
1165         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1166         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1167         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1168         enum zone_type highest_zoneidx = -1; /* Gets set for policy zonelists */
1169
1170 zonelist_scan:
1171         /*
1172          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1173          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1174          */
1175         z = zonelist->zones;
1176
1177         do {
1178                 /*
1179                  * In NUMA, this could be a policy zonelist which contains
1180                  * zones that may not be allowed by the current gfp_mask.
1181                  * Check the zone is allowed by the current flags
1182                  */
1183                 if (unlikely(alloc_should_filter_zonelist(zonelist))) {
1184                         if (highest_zoneidx == -1)
1185                                 highest_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1186                         if (zone_idx(*z) > highest_zoneidx)
1187                                 continue;
1188                 }
1189
1190                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1191                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1192                                 continue;
1193                 zone = *z;
1194                 if (unlikely(NUMA_BUILD && (gfp_mask & __GFP_THISNODE) &&
1195                         zone->zone_pgdat != zonelist->zones[0]->zone_pgdat))
1196                                 break;
1197                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1198                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1199                                 goto try_next_zone;
1200
1201                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1202                         unsigned long mark;
1203                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1204                                 mark = zone->pages_min;
1205                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1206                                 mark = zone->pages_low;
1207                         else
1208                                 mark = zone->pages_high;
1209                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1210                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1211                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1212                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1213                                         goto this_zone_full;
1214                         }
1215                 }
1216
1217                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
1218                 if (page)
1219                         break;
1220 this_zone_full:
1221                 if (NUMA_BUILD)
1222                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1223 try_next_zone:
1224                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1225                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1226                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1227                         zlc_active = 1;
1228                         did_zlc_setup = 1;
1229                 }
1230         } while (*(++z) != NULL);
1231
1232         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1233                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1234                 zlc_active = 0;
1235                 goto zonelist_scan;
1236         }
1237         return page;
1238 }
1239
1240 /*
1241  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1242  */
1243 struct page * fastcall
1244 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1245                 struct zonelist *zonelist)
1246 {
1247         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1248         struct zone **z;
1249         struct page *page;
1250         struct reclaim_state reclaim_state;
1251         struct task_struct *p = current;
1252         int do_retry;
1253         int alloc_flags;
1254         int did_some_progress;
1255
1256         might_sleep_if(wait);
1257
1258         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1259                 return NULL;
1260
1261 restart:
1262         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1263
1264         if (unlikely(*z == NULL)) {
1265                 /* Should this ever happen?? */
1266                 return NULL;
1267         }
1268
1269         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1270                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1271         if (page)
1272                 goto got_pg;
1273
1274         /*
1275          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1276          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1277          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1278          * using a larger set of nodes after it has established that the
1279          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1280          * over allocated.
1281          */
1282         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1283                 goto nopage;
1284
1285         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1286                 wakeup_kswapd(*z, order);
1287
1288         /*
1289          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1290          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1291          * to how we want to proceed.
1292          *
1293          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1294          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1295          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1296          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1297          */
1298         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1299         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1300                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1301         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1302                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1303         if (wait)
1304                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1305
1306         /*
1307          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1308          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1309          *
1310          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1311          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1312          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1313          */
1314         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1315         if (page)
1316                 goto got_pg;
1317
1318         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1319
1320 rebalance:
1321         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1322                         && !in_interrupt()) {
1323                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1324 nofail_alloc:
1325                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1326                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1327                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1328                         if (page)
1329                                 goto got_pg;
1330                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1331                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1332                                 goto nofail_alloc;
1333                         }
1334                 }
1335                 goto nopage;
1336         }
1337
1338         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1339         if (!wait)
1340                 goto nopage;
1341
1342         cond_resched();
1343
1344         /* We now go into synchronous reclaim */
1345         cpuset_memory_pressure_bump();
1346         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1347         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1348         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1349
1350         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, order, gfp_mask);
1351
1352         p->reclaim_state = NULL;
1353         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1354
1355         cond_resched();
1356
1357         if (likely(did_some_progress)) {
1358                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1359                                                 zonelist, alloc_flags);
1360                 if (page)
1361                         goto got_pg;
1362         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1363                 /*
1364                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1365                  * very high watermark here, this is only to catch
1366                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1367                  * under heavy pressure.
1368                  */
1369                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1370                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1371                 if (page)
1372                         goto got_pg;
1373
1374                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1375                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1376                         goto nopage;
1377
1378                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1379                 goto restart;
1380         }
1381
1382         /*
1383          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1384          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1385          *
1386          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1387          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1388          */
1389         do_retry = 0;
1390         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1391                 if ((order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) ||
1392                                                 (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1393                         do_retry = 1;
1394                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1395                         do_retry = 1;
1396         }
1397         if (do_retry) {
1398                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1399                 goto rebalance;
1400         }
1401
1402 nopage:
1403         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1404                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1405                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1406                         p->comm, order, gfp_mask);
1407                 dump_stack();
1408                 show_mem();
1409         }
1410 got_pg:
1411         return page;
1412 }
1413
1414 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1415
1416 /*
1417  * Common helper functions.
1418  */
1419 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1420 {
1421         struct page * page;
1422         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1423         if (!page)
1424                 return 0;
1425         return (unsigned long) page_address(page);
1426 }
1427
1428 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1429
1430 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1431 {
1432         struct page * page;
1433
1434         /*
1435          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1436          * a highmem page
1437          */
1438         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1439
1440         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1441         if (page)
1442                 return (unsigned long) page_address(page);
1443         return 0;
1444 }
1445
1446 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1447
1448 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1449 {
1450         int i = pagevec_count(pvec);
1451
1452         while (--i >= 0)
1453                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1454 }
1455
1456 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1457 {
1458         if (put_page_testzero(page)) {
1459                 if (order == 0)
1460                         free_hot_page(page);
1461                 else
1462                         __free_pages_ok(page, order);
1463         }
1464 }
1465
1466 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1467
1468 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1469 {
1470         if (addr != 0) {
1471                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1472                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1473         }
1474 }
1475
1476 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1477
1478 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1479 {
1480         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1481         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1482         unsigned int sum = 0;
1483
1484         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1485         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1486         struct zone *zone;
1487
1488         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1489                 unsigned long size = zone->present_pages;
1490                 unsigned long high = zone->pages_high;
1491                 if (size > high)
1492                         sum += size - high;
1493         }
1494
1495         return sum;
1496 }
1497
1498 /*
1499  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1500  */
1501 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1502 {
1503         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1504 }
1505 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1506
1507 /*
1508  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1509  */
1510 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1511 {
1512         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1513 }
1514
1515 static inline void show_node(struct zone *zone)
1516 {
1517         if (NUMA_BUILD)
1518                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1519 }
1520
1521 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1522 {
1523         val->totalram = totalram_pages;
1524         val->sharedram = 0;
1525         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1526         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1527         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1528         val->freehigh = nr_free_highpages();
1529         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1530 }
1531
1532 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1533
1534 #ifdef CONFIG_NUMA
1535 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1536 {
1537         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1538
1539         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1540         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1541 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1542         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1543         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1544                         NR_FREE_PAGES);
1545 #else
1546         val->totalhigh = 0;
1547         val->freehigh = 0;
1548 #endif
1549         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1550 }
1551 #endif
1552
1553 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1554
1555 /*
1556  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1557  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1558  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1559  */
1560 void show_free_areas(void)
1561 {
1562         int cpu;
1563         struct zone *zone;
1564
1565         for_each_zone(zone) {
1566                 if (!populated_zone(zone))
1567                         continue;
1568
1569                 show_node(zone);
1570                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1571
1572                 for_each_online_cpu(cpu) {
1573                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1574
1575                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1576
1577                         printk("CPU %4d: Hot: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d   "
1578                                "Cold: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1579                                cpu, pageset->pcp[0].high,
1580                                pageset->pcp[0].batch, pageset->pcp[0].count,
1581                                pageset->pcp[1].high, pageset->pcp[1].batch,
1582                                pageset->pcp[1].count);
1583                 }
1584         }
1585
1586         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1587                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1588                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1589                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1590                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1591                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1592                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1593                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1594                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1595                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1596                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1597                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1598                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1599
1600         for_each_zone(zone) {
1601                 int i;
1602
1603                 if (!populated_zone(zone))
1604                         continue;
1605
1606                 show_node(zone);
1607                 printk("%s"
1608                         " free:%lukB"
1609                         " min:%lukB"
1610                         " low:%lukB"
1611                         " high:%lukB"
1612                         " active:%lukB"
1613                         " inactive:%lukB"
1614                         " present:%lukB"
1615                         " pages_scanned:%lu"
1616                         " all_unreclaimable? %s"
1617                         "\n",
1618                         zone->name,
1619                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1620                         K(zone->pages_min),
1621                         K(zone->pages_low),
1622                         K(zone->pages_high),
1623                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1624                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1625                         K(zone->present_pages),
1626                         zone->pages_scanned,
1627                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1628                         );
1629                 printk("lowmem_reserve[]:");
1630                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1631                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1632                 printk("\n");
1633         }
1634
1635         for_each_zone(zone) {
1636                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1637
1638                 if (!populated_zone(zone))
1639                         continue;
1640
1641                 show_node(zone);
1642                 printk("%s: ", zone->name);
1643
1644                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1645                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1646                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1647                         total += nr[order] << order;
1648                 }
1649                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1650                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1651                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1652                 printk("= %lukB\n", K(total));
1653         }
1654
1655         show_swap_cache_info();
1656 }
1657
1658 /*
1659  * Builds allocation fallback zone lists.
1660  *
1661  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1662  */
1663 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1664                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1665 {
1666         struct zone *zone;
1667
1668         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1669         zone_type++;
1670
1671         do {
1672                 zone_type--;
1673                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1674                 if (populated_zone(zone)) {
1675                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1676                         check_highest_zone(zone_type);
1677                 }
1678
1679         } while (zone_type);
1680         return nr_zones;
1681 }
1682
1683
1684 /*
1685  *  zonelist_order:
1686  *  0 = automatic detection of better ordering.
1687  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1688  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1689  *
1690  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1691  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1692  */
1693 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
1694 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
1695 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
1696
1697 /* zonelist order in the kernel.
1698  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
1699  */
1700 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1701 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
1702
1703
1704 #ifdef CONFIG_NUMA
1705 /* The value user specified ....changed by config */
1706 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1707 /* string for sysctl */
1708 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
1709 char numa_zonelist_order[16] = "default";
1710
1711 /*
1712  * interface for configure zonelist ordering.
1713  * command line option "numa_zonelist_order"
1714  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
1715  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
1716  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
1717  */
1718
1719 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
1720 {
1721         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
1722                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1723         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
1724                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
1725         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
1726                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
1727         } else {
1728                 printk(KERN_WARNING
1729                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
1730                         "%s\n", s);
1731                 return -EINVAL;
1732         }
1733         return 0;
1734 }
1735
1736 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
1737 {
1738         if (s)
1739                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
1740         return 0;
1741 }
1742 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
1743
1744 /*
1745  * sysctl handler for numa_zonelist_order
1746  */
1747 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
1748                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
1749                 loff_t *ppos)
1750 {
1751         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
1752         int ret;
1753
1754         if (write)
1755                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
1756                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
1757         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
1758         if (ret)
1759                 return ret;
1760         if (write) {
1761                 int oldval = user_zonelist_order;
1762                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
1763                         /*
1764                          * bogus value.  restore saved string
1765                          */
1766                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
1767                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
1768                         user_zonelist_order = oldval;
1769                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
1770                         build_all_zonelists();
1771         }
1772         return 0;
1773 }
1774
1775
1776 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1777 static int node_load[MAX_NUMNODES];
1778
1779 /**
1780  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1781  * @node: node whose fallback list we're appending
1782  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1783  *
1784  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1785  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1786  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1787  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1788  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1789  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1790  * on them otherwise.
1791  * It returns -1 if no node is found.
1792  */
1793 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1794 {
1795         int n, val;
1796         int min_val = INT_MAX;
1797         int best_node = -1;
1798
1799         /* Use the local node if we haven't already */
1800         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1801                 node_set(node, *used_node_mask);
1802                 return node;
1803         }
1804
1805         for_each_online_node(n) {
1806                 cpumask_t tmp;
1807
1808                 /* Don't want a node to appear more than once */
1809                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1810                         continue;
1811
1812                 /* Use the distance array to find the distance */
1813                 val = node_distance(node, n);
1814
1815                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1816                 val += (n < node);
1817
1818                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1819                 tmp = node_to_cpumask(n);
1820                 if (!cpus_empty(tmp))
1821                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1822
1823                 /* Slight preference for less loaded node */
1824                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1825                 val += node_load[n];
1826
1827                 if (val < min_val) {
1828                         min_val = val;
1829                         best_node = n;
1830                 }
1831         }
1832
1833         if (best_node >= 0)
1834                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1835
1836         return best_node;
1837 }
1838
1839
1840 /*
1841  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
1842  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
1843  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
1844  */
1845 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
1846 {
1847         enum zone_type i;
1848         int j;
1849         struct zonelist *zonelist;
1850
1851         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1852                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1853                 for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++)
1854                         ;
1855                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1856                 zonelist->zones[j] = NULL;
1857         }
1858 }
1859
1860 /*
1861  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
1862  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
1863  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
1864  * may still exist in local DMA zone.
1865  */
1866 static int node_order[MAX_NUMNODES];
1867
1868 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
1869 {
1870         enum zone_type i;
1871         int pos, j, node;
1872         int zone_type;          /* needs to be signed */
1873         struct zone *z;
1874         struct zonelist *zonelist;
1875
1876         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1877                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1878                 pos = 0;
1879                 for (zone_type = i; zone_type >= 0; zone_type--) {
1880                         for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
1881                                 node = node_order[j];
1882                                 z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
1883                                 if (populated_zone(z)) {
1884                                         zonelist->zones[pos++] = z;
1885                                         check_highest_zone(zone_type);
1886                                 }
1887                         }
1888                 }
1889                 zonelist->zones[pos] = NULL;
1890         }
1891 }
1892
1893 static int default_zonelist_order(void)
1894 {
1895         int nid, zone_type;
1896         unsigned long low_kmem_size,total_size;
1897         struct zone *z;
1898         int average_size;
1899         /*
1900          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
1901          * If they are really small and used heavily, the system can fall
1902          * into OOM very easily.
1903          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
1904          */
1905         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
1906         low_kmem_size = 0;
1907         total_size = 0;
1908         for_each_online_node(nid) {
1909                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
1910                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
1911                         if (populated_zone(z)) {
1912                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
1913                                         low_kmem_size += z->present_pages;
1914                                 total_size += z->present_pages;
1915                         }
1916                 }
1917         }
1918         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
1919             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
1920                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
1921         /*
1922          * look into each node's config.
1923          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
1924          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
1925          */
1926         average_size = total_size / (num_online_nodes() + 1);
1927         for_each_online_node(nid) {
1928                 low_kmem_size = 0;
1929                 total_size = 0;
1930                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
1931                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
1932                         if (populated_zone(z)) {
1933                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
1934                                         low_kmem_size += z->present_pages;
1935                                 total_size += z->present_pages;
1936                         }
1937                 }
1938                 if (low_kmem_size &&
1939                     total_size > average_size && /* ignore small node */
1940                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
1941                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
1942         }
1943         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
1944 }
1945
1946 static void set_zonelist_order(void)
1947 {
1948         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
1949                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
1950         else
1951                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
1952 }
1953
1954 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1955 {
1956         int j, node, load;
1957         enum zone_type i;
1958         nodemask_t used_mask;
1959         int local_node, prev_node;
1960         struct zonelist *zonelist;
1961         int order = current_zonelist_order;
1962
1963         /* initialize zonelists */
1964         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1965                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1966                 zonelist->zones[0] = NULL;
1967         }
1968
1969         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1970         local_node = pgdat->node_id;
1971         load = num_online_nodes();
1972         prev_node = local_node;
1973         nodes_clear(used_mask);
1974
1975         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
1976         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
1977         j = 0;
1978
1979         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1980                 int distance = node_distance(local_node, node);
1981
1982                 /*
1983                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1984                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1985                  */
1986                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1987                         zone_reclaim_mode = 1;
1988
1989                 /*
1990                  * We don't want to pressure a particular node.
1991                  * So adding penalty to the first node in same
1992                  * distance group to make it round-robin.
1993                  */
1994                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1995                         node_load[node] = load;
1996
1997                 prev_node = node;
1998                 load--;
1999                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2000                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2001                 else
2002                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2003         }
2004
2005         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2006                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2007                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2008         }
2009 }
2010
2011 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2012 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2013 {
2014         int i;
2015
2016         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2017                 struct zonelist *zonelist;
2018                 struct zonelist_cache *zlc;
2019                 struct zone **z;
2020
2021                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2022                 zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2023                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2024                 for (z = zonelist->zones; *z; z++)
2025                         zlc->z_to_n[z - zonelist->zones] = zone_to_nid(*z);
2026         }
2027 }
2028
2029
2030 #else   /* CONFIG_NUMA */
2031
2032 static void set_zonelist_order(void)
2033 {
2034         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2035 }
2036
2037 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2038 {
2039         int node, local_node;
2040         enum zone_type i,j;
2041
2042         local_node = pgdat->node_id;
2043         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2044                 struct zonelist *zonelist;
2045
2046                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2047
2048                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
2049                 /*
2050                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2051                  * of all the other nodes.
2052                  * We don't want to pressure a particular node, so when
2053                  * building the zones for node N, we make sure that the
2054                  * zones coming right after the local ones are those from
2055                  * node N+1 (modulo N)
2056                  */
2057                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2058                         if (!node_online(node))
2059                                 continue;
2060                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2061                 }
2062                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
2063                         if (!node_online(node))
2064                                 continue;
2065                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2066                 }
2067
2068                 zonelist->zones[j] = NULL;
2069         }
2070 }
2071
2072 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2073 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2074 {
2075         int i;
2076
2077         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2078                 pgdat->node_zonelists[i].zlcache_ptr = NULL;
2079 }
2080
2081 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2082
2083 /* Any regular memory on that node ? */
2084 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
2085 {
2086 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2087         enum zone_type zone_type;
2088
2089         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
2090                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
2091                 if (zone->present_pages)
2092                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
2093         }
2094 #endif
2095 }
2096
2097 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
2098 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2099 {
2100         int nid;
2101
2102         for_each_online_node(nid) {
2103                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2104
2105                 build_zonelists(pgdat);
2106                 build_zonelist_cache(pgdat);
2107
2108                 /* Any memory on that node */
2109                 if (pgdat->node_present_pages)
2110                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
2111                 check_for_regular_memory(pgdat);
2112         }
2113         return 0;
2114 }
2115
2116 void build_all_zonelists(void)
2117 {
2118         set_zonelist_order();
2119
2120         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2121                 __build_all_zonelists(NULL);
2122                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2123         } else {
2124                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
2125                    of zonelist */
2126                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
2127                 /* cpuset refresh routine should be here */
2128         }
2129         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2130         printk("Built %i zonelists in %s order.  Total pages: %ld\n",
2131                         num_online_nodes(),
2132                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2133                         vm_total_pages);
2134 #ifdef CONFIG_NUMA
2135         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2136 #endif
2137 }
2138
2139 /*
2140  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2141  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2142  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2143  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2144  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2145  * conservative, even though it seems large.
2146  *
2147  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2148  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2149  */
2150 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2151
2152 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2153 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2154 {
2155         unsigned long size = 1;
2156
2157         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2158
2159         while (size < pages)
2160                 size <<= 1;
2161
2162         /*
2163          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2164          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2165          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2166          */
2167         size = min(size, 4096UL);
2168
2169         return max(size, 4UL);
2170 }
2171 #else
2172 /*
2173  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2174  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2175  *
2176  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2177  *
2178  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2179  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2180  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2181  *
2182  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2183  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2184  *
2185  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2186  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2187  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2188  */
2189 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2190 {
2191         return 4096UL;
2192 }
2193 #endif
2194
2195 /*
2196  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2197  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2198  * hash function before the remainder is taken.
2199  */
2200 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2201 {
2202         return ffz(~size);
2203 }
2204
2205 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2206
2207 /*
2208  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2209  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2210  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2211  */
2212 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2213                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2214 {
2215         struct page *page;
2216         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2217         unsigned long pfn;
2218
2219         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2220                 /*
2221                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2222                  * handed to this function.  They do not
2223                  * exist on hotplugged memory.
2224                  */
2225                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2226                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2227                                 continue;
2228                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2229                                 continue;
2230                 }
2231                 page = pfn_to_page(pfn);
2232                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2233                 init_page_count(page);
2234                 reset_page_mapcount(page);
2235                 SetPageReserved(page);
2236                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2237 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2238                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2239                 if (!is_highmem_idx(zone))
2240                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2241 #endif
2242         }
2243 }
2244
2245 static void __meminit zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat,
2246                                 struct zone *zone, unsigned long size)
2247 {
2248         int order;
2249         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
2250                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
2251                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2252         }
2253 }
2254
2255 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2256 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2257         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2258 #endif
2259
2260 static int __devinit zone_batchsize(struct zone *zone)
2261 {
2262         int batch;
2263
2264         /*
2265          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2266          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2267          *
2268          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2269          */
2270         batch = zone->present_pages / 1024;
2271         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2272                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2273         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2274         if (batch < 1)
2275                 batch = 1;
2276
2277         /*
2278          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2279          * of 2 value was found to be more likely to have
2280          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2281          *
2282          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2283          * batches of pages, one task can end up with a lot
2284          * of pages of one half of the possible page colors
2285          * and the other with pages of the other colors.
2286          */
2287         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2288
2289         return batch;
2290 }
2291
2292 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2293 {
2294         struct per_cpu_pages *pcp;
2295
2296         memset(p, 0, sizeof(*p));
2297
2298         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
2299         pcp->count = 0;
2300         pcp->high = 6 * batch;
2301         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2302         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2303
2304         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
2305         pcp->count = 0;
2306         pcp->high = 2 * batch;
2307         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
2308         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2309 }
2310
2311 /*
2312  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2313  * to the value high for the pageset p.
2314  */
2315
2316 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2317                                 unsigned long high)
2318 {
2319         struct per_cpu_pages *pcp;
2320
2321         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
2322         pcp->high = high;
2323         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2324         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2325                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2326 }
2327
2328
2329 #ifdef CONFIG_NUMA
2330 /*
2331  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2332  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2333  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2334  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2335  * with interrupts disabled.
2336  *
2337  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2338  *
2339  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2340  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2341  * hotplugged processors.
2342  *
2343  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2344  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2345  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2346  */
2347 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2348
2349 /*
2350  * Dynamically allocate memory for the
2351  * per cpu pageset array in struct zone.
2352  */
2353 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2354 {
2355         struct zone *zone, *dzone;
2356         int node = cpu_to_node(cpu);
2357
2358         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2359
2360         for_each_zone(zone) {
2361
2362                 if (!populated_zone(zone))
2363                         continue;
2364
2365                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2366                                          GFP_KERNEL, node);
2367                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2368                         goto bad;
2369
2370                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2371
2372                 if (percpu_pagelist_fraction)
2373                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2374                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2375         }
2376
2377         return 0;
2378 bad:
2379         for_each_zone(dzone) {
2380                 if (!populated_zone(dzone))
2381                         continue;
2382                 if (dzone == zone)
2383                         break;
2384                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2385                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2386         }
2387         return -ENOMEM;
2388 }
2389
2390 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2391 {
2392         struct zone *zone;
2393
2394         for_each_zone(zone) {
2395                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2396
2397                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2398                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2399                         kfree(pset);
2400                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2401         }
2402 }
2403
2404 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2405                 unsigned long action,
2406                 void *hcpu)
2407 {
2408         int cpu = (long)hcpu;
2409         int ret = NOTIFY_OK;
2410
2411         switch (action) {
2412         case CPU_UP_PREPARE:
2413         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2414                 if (process_zones(cpu))
2415                         ret = NOTIFY_BAD;
2416                 break;
2417         case CPU_UP_CANCELED:
2418         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2419         case CPU_DEAD:
2420         case CPU_DEAD_FROZEN:
2421                 free_zone_pagesets(cpu);
2422                 break;
2423         default:
2424                 break;
2425         }
2426         return ret;
2427 }
2428
2429 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2430         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2431
2432 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2433 {
2434         int err;
2435
2436         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2437          * A cpuup callback will do this for every cpu
2438          * as it comes online
2439          */
2440         err = process_zones(smp_processor_id());
2441         BUG_ON(err);
2442         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2443 }
2444
2445 #endif
2446
2447 static noinline __init_refok
2448 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2449 {
2450         int i;
2451         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2452         size_t alloc_size;
2453
2454         /*
2455          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2456          * per zone.
2457          */
2458         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2459                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2460         zone->wait_table_bits =
2461                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2462         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2463                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2464
2465         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2466                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2467                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2468         } else {
2469                 /*
2470                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2471                  * via memory hot-add.
2472                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2473                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2474                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2475                  * node itself as well.
2476                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2477                  * necessary.
2478                  */
2479                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2480         }
2481         if (!zone->wait_table)
2482                 return -ENOMEM;
2483
2484         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2485                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2486
2487         return 0;
2488 }
2489
2490 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2491 {
2492         int cpu;
2493         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2494
2495         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2496 #ifdef CONFIG_NUMA
2497                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2498                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2499                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2500 #else
2501                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2502 #endif
2503         }
2504         if (zone->present_pages)
2505                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2506                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2507 }
2508
2509 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2510                                         unsigned long zone_start_pfn,
2511                                         unsigned long size,
2512                                         enum memmap_context context)
2513 {
2514         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2515         int ret;
2516         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2517         if (ret)
2518                 return ret;
2519         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2520
2521         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2522
2523         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2524
2525         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2526
2527         return 0;
2528 }
2529
2530 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2531 /*
2532  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2533  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2534  */
2535 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2536 {
2537         int i;
2538
2539         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2540                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2541                         return i;
2542
2543         return -1;
2544 }
2545
2546 /*
2547  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2548  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardles of node
2549  */
2550 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2551 {
2552         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2553                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2554                         return index;
2555
2556         return -1;
2557 }
2558
2559 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2560 /*
2561  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2562  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2563  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2564  * alternative
2565  */
2566 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2567 {
2568         int i;
2569
2570         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2571                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2572                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2573
2574                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2575                         return early_node_map[i].nid;
2576         }
2577
2578         return 0;
2579 }
2580 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2581
2582 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2583 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2584         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2585                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2586
2587 /**
2588  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2589  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2590  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2591  *
2592  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2593  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2594  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2595  */
2596 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2597                                                 unsigned long max_low_pfn)
2598 {
2599         int i;
2600
2601         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2602                 unsigned long size_pages = 0;
2603                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2604
2605                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2606                         continue;
2607
2608                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2609                         end_pfn = max_low_pfn;
2610
2611                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2612                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2613                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2614                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2615         }
2616 }
2617
2618 /**
2619  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2620  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2621  *
2622  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2623  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2624  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2625  */
2626 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2627 {
2628         int i;
2629
2630         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2631                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2632                                 early_node_map[i].start_pfn,
2633                                 early_node_map[i].end_pfn);
2634 }
2635
2636 /**
2637  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2638  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2639  * @start_pfn: The start pfn of the node
2640  * @end_pfn: The end pfn of the node
2641  *
2642  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2643  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2644  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2645  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2646  * be used later.
2647  */
2648 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2649 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2650                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2651 {
2652         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2653                         nid, start_pfn, end_pfn);
2654
2655         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2656         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2657                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2658
2659         /* Update the boundaries */
2660         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2661                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2662         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2663                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2664 }
2665
2666 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
2667 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
2668                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2669 {
2670         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
2671                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
2672
2673         /* Return if boundary information has not been provided */
2674         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2675                 return;
2676
2677         /* Check the boundaries and update if necessary */
2678         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
2679                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
2680         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
2681                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
2682 }
2683 #else
2684 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2685                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
2686
2687 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
2688                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
2689 #endif
2690
2691
2692 /**
2693  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
2694  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
2695  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
2696  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
2697  *
2698  * It returns the start and end page frame of a node based on information
2699  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
2700  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
2701  * PFNs will be 0.
2702  */
2703 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2704                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2705 {
2706         int i;
2707         *start_pfn = -1UL;
2708         *end_pfn = 0;
2709
2710         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2711                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2712                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2713         }
2714
2715         if (*start_pfn == -1UL)
2716                 *start_pfn = 0;
2717
2718         /* Push the node boundaries out if requested */
2719         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
2720 }
2721
2722 /*
2723  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
2724  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
2725  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
2726  */
2727 void __init find_usable_zone_for_movable(void)
2728 {
2729         int zone_index;
2730         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
2731                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
2732                         continue;
2733
2734                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
2735                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
2736                         break;
2737         }
2738
2739         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
2740         movable_zone = zone_index;
2741 }
2742
2743 /*
2744  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
2745  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
2746  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
2747  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
2748  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
2749  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
2750  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
2751  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
2752  */
2753 void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
2754                                         unsigned long zone_type,
2755                                         unsigned long node_start_pfn,
2756                                         unsigned long node_end_pfn,
2757                                         unsigned long *zone_start_pfn,
2758                                         unsigned long *zone_end_pfn)
2759 {
2760         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
2761         if (zone_movable_pfn[nid]) {
2762                 /* Size ZONE_MOVABLE */
2763                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
2764                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
2765                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
2766                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
2767
2768                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
2769                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
2770                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
2771                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
2772
2773                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
2774                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
2775                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
2776         }
2777 }
2778
2779 /*
2780  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
2781  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
2782  */
2783 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2784                                         unsigned long zone_type,
2785                                         unsigned long *ignored)
2786 {
2787         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2788         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2789
2790         /* Get the start and end of the node and zone */
2791         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2792         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
2793         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
2794         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
2795                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
2796                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
2797
2798         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
2799         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
2800                 return 0;
2801
2802         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
2803         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
2804         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
2805
2806         /* Return the spanned pages */
2807         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
2808 }
2809
2810 /*
2811  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
2812  * then all holes in the requested range will be accounted for.
2813  */
2814 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
2815                                 unsigned long range_start_pfn,
2816                                 unsigned long range_end_pfn)
2817 {
2818         int i = 0;
2819         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
2820         unsigned long start_pfn;
2821
2822         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
2823         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
2824         if (i == -1)
2825                 return 0;
2826
2827         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
2828
2829         /* Account for ranges before physical memory on this node */
2830         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
2831                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
2832
2833         /* Find all holes for the zone within the node */
2834         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
2835
2836                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
2837                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
2838                         break;
2839
2840                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
2841                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
2842                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
2843
2844                 /* Update the hole size cound and move on */
2845                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
2846                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
2847                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
2848                 }
2849                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2850         }
2851
2852         /* Account for ranges past physical memory on this node */
2853         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
2854                 hole_pages += range_end_pfn -
2855                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
2856
2857         return hole_pages;
2858 }
2859
2860 /**
2861  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
2862  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
2863  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
2864  *
2865  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
2866  */
2867 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2868                                                         unsigned long end_pfn)
2869 {
2870         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
2871 }
2872
2873 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
2874 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
2875                                         unsigned long zone_type,
2876                                         unsigned long *ignored)
2877 {
2878         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2879         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2880
2881         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2882         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
2883                                                         node_start_pfn);
2884         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
2885                                                         node_end_pfn);
2886
2887         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
2888                         node_start_pfn, node_end_pfn,
2889                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
2890         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
2891 }
2892
2893 #else
2894 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2895                                         unsigned long zone_type,
2896                                         unsigned long *zones_size)
2897 {
2898         return zones_size[zone_type];
2899 }
2900
2901 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
2902                                                 unsigned long zone_type,
2903                                                 unsigned long *zholes_size)
2904 {
2905         if (!zholes_size)
2906                 return 0;
2907
2908         return zholes_size[zone_type];
2909 }
2910
2911 #endif
2912
2913 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
2914                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2915 {
2916         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
2917         enum zone_type i;
2918
2919         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2920                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2921                                                                 zones_size);
2922         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
2923
2924         realtotalpages = totalpages;
2925         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2926                 realtotalpages -=
2927                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2928                                                                 zholes_size);
2929         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
2930         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
2931                                                         realtotalpages);
2932 }
2933
2934 /*
2935  * Set up the zone data structures:
2936  *   - mark all pages reserved
2937  *   - mark all memory queues empty
2938  *   - clear the memory bitmaps
2939  */
2940 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
2941                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2942 {
2943         enum zone_type j;
2944         int nid = pgdat->node_id;
2945         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
2946         int ret;
2947
2948         pgdat_resize_init(pgdat);
2949         pgdat->nr_zones = 0;
2950         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2951         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2952         
2953         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2954                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2955                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
2956
2957                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
2958                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
2959                                                                 zholes_size);
2960
2961                 /*
2962                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
2963                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
2964                  * and per-cpu initialisations
2965                  */
2966                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
2967                 if (realsize >= memmap_pages) {
2968                         realsize -= memmap_pages;
2969                         printk(KERN_DEBUG
2970                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
2971                                 zone_names[j], memmap_pages);
2972                 } else
2973                         printk(KERN_WARNING
2974                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
2975                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
2976
2977                 /* Account for reserved pages */
2978                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
2979                         realsize -= dma_reserve;
2980                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
2981                                         zone_names[0], dma_reserve);
2982                 }
2983
2984                 if (!is_highmem_idx(j))
2985                         nr_kernel_pages += realsize;
2986                 nr_all_pages += realsize;
2987
2988                 zone->spanned_pages = size;
2989                 zone->present_pages = realsize;
2990 #ifdef CONFIG_NUMA
2991                 zone->node = nid;
2992                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
2993                                                 / 100;
2994                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
2995 #endif
2996                 zone->name = zone_names[j];
2997                 spin_lock_init(&zone->lock);
2998                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2999                 zone_seqlock_init(zone);
3000                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3001
3002                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3003
3004                 zone_pcp_init(zone);
3005                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
3006                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
3007                 zone->nr_scan_active = 0;
3008                 zone->nr_scan_inactive = 0;
3009                 zap_zone_vm_stats(zone);
3010                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
3011                 if (!size)
3012                         continue;
3013
3014                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3015                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3016                 BUG_ON(ret);
3017                 zone_start_pfn += size;
3018         }
3019 }
3020
3021 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3022 {
3023         /* Skip empty nodes */
3024         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3025                 return;
3026
3027 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3028         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3029         if (!pgdat->node_mem_map) {
3030                 unsigned long size, start, end;
3031                 struct page *map;
3032
3033                 /*
3034                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3035                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3036                  * for the buddy allocator to function correctly.
3037                  */
3038                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3039                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3040                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3041                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3042                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3043                 if (!map)
3044                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3045                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3046         }
3047 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3048         /*
3049          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3050          */
3051         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3052                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3053 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3054                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3055                         mem_map -= pgdat->node_start_pfn;
3056 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3057         }
3058 #endif
3059 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3060 }
3061
3062 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
3063                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
3064                 unsigned long *zholes_size)
3065 {
3066         pgdat->node_id = nid;
3067         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3068         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3069
3070         alloc_node_mem_map(pgdat);
3071
3072         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3073 }
3074
3075 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3076
3077 #if MAX_NUMNODES > 1
3078 /*
3079  * Figure out the number of possible node ids.
3080  */
3081 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3082 {
3083         unsigned int node;
3084         unsigned int highest = 0;
3085
3086         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3087                 highest = node;
3088         nr_node_ids = highest + 1;
3089 }
3090 #else
3091 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3092 {
3093 }
3094 #endif
3095
3096 /**
3097  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3098  * @nid: The node ID the range resides on
3099  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3100  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3101  *
3102  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3103  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3104  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3105  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3106  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3107  */
3108 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3109                                                 unsigned long end_pfn)
3110 {
3111         int i;
3112
3113         printk(KERN_DEBUG "Entering add_active_range(%d, %lu, %lu) "
3114                           "%d entries of %d used\n",
3115                           nid, start_pfn, end_pfn,
3116                           nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3117
3118         /* Merge with existing active regions if possible */
3119         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3120                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3121                         continue;
3122
3123                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3124                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3125                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3126                         return;
3127
3128                 /* Merge forward if suitable */
3129                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3130                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3131                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3132                         return;
3133                 }
3134
3135                 /* Merge backward if suitable */
3136                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3137                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3138                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3139                         return;
3140                 }
3141         }
3142
3143         /* Check that early_node_map is large enough */
3144         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3145                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3146                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3147                 return;
3148         }
3149
3150         early_node_map[i].nid = nid;
3151         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3152         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3153         nr_nodemap_entries = i + 1;
3154 }
3155
3156 /**
3157  * shrink_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3158  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3159  * @old_end_pfn: The old end PFN of the range
3160  * @new_end_pfn: The new PFN of the range
3161  *
3162  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3163  * The map is kept at the end physical page range that has already been
3164  * registered with add_active_range(). This function allows an arch to shrink
3165  * an existing registered range.
3166  */
3167 void __init shrink_active_range(unsigned int nid, unsigned long old_end_pfn,
3168                                                 unsigned long new_end_pfn)
3169 {
3170         int i;
3171
3172         /* Find the old active region end and shrink */
3173         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3174                 if (early_node_map[i].end_pfn == old_end_pfn) {
3175                         early_node_map[i].end_pfn = new_end_pfn;
3176                         break;
3177                 }
3178 }
3179
3180 /**
3181  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3182  *
3183  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3184  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3185  * all currently registered regions.
3186  */
3187 void __init remove_all_active_ranges(void)
3188 {
3189         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3190         nr_nodemap_entries = 0;
3191 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3192         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3193         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3194 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3195 }
3196
3197 /* Compare two active node_active_regions */
3198 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3199 {
3200         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3201         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3202
3203         /* Done this way to avoid overflows */
3204         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3205                 return 1;
3206         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3207                 return -1;
3208
3209         return 0;
3210 }
3211
3212 /* sort the node_map by start_pfn */
3213 static void __init sort_node_map(void)
3214 {
3215         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3216                         sizeof(struct node_active_region),
3217                         cmp_node_active_region, NULL);
3218 }
3219
3220 /* Find the lowest pfn for a node */
3221 unsigned long __init find_min_pfn_for_node(unsigned long nid)
3222 {
3223         int i;
3224         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3225
3226         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3227         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3228                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3229
3230         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3231                 printk(KERN_WARNING
3232                         "Could not find start_pfn for node %lu\n", nid);
3233                 return 0;
3234         }
3235
3236         return min_pfn;
3237 }
3238
3239 /**
3240  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3241  *
3242  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3243  * add_active_range().
3244  */
3245 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3246 {
3247         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3248 }
3249
3250 /**
3251  * find_max_pfn_with_active_regions - Find the maximum PFN registered
3252  *
3253  * It returns the maximum PFN based on information provided via
3254  * add_active_range().
3255  */
3256 unsigned long __init find_max_pfn_with_active_regions(void)
3257 {
3258         int i;
3259         unsigned long max_pfn = 0;
3260
3261         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3262                 max_pfn = max(max_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3263
3264         return max_pfn;
3265 }
3266
3267 unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3268 {
3269         int i;
3270         unsigned long totalpages = 0;
3271
3272         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3273                 totalpages += early_node_map[i].end_pfn -
3274                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3275
3276         return totalpages;
3277 }
3278
3279 /*
3280  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3281  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3282  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3283  * others
3284  */
3285 void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3286 {
3287         int i, nid;
3288         unsigned long usable_startpfn;
3289         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3290         int usable_nodes = num_online_nodes();
3291
3292         /*
3293          * If movablecore was specified, calculate what size of
3294          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3295          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3296          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3297          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3298          * what movablecore would have allowed.
3299          */
3300         if (required_movablecore) {
3301                 unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3302                 unsigned long corepages;
3303
3304                 /*
3305                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3306                  * was requested by the user
3307                  */
3308                 required_movablecore =
3309                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3310                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3311
3312                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3313         }
3314
3315         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3316         if (!required_kernelcore)
3317                 return;
3318
3319         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3320         find_usable_zone_for_movable();
3321         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3322
3323 restart:
3324         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3325         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3326         for_each_online_node(nid) {
3327                 /*
3328                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3329                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3330                  * amount of memory for the kernel
3331                  */
3332                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3333                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3334
3335                 /*
3336                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3337                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3338                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3339                  */
3340                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3341
3342                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3343                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3344                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3345                         unsigned long size_pages;
3346
3347                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3348                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3349                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3350                         if (start_pfn >= end_pfn)
3351                                 continue;
3352
3353                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3354                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3355                                 unsigned long kernel_pages;
3356                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3357                                                                 - start_pfn;
3358
3359                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3360                                                         kernelcore_remaining);
3361                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3362                                                         required_kernelcore);
3363
3364                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3365                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3366
3367                                         /*
3368                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3369                                          * that if we have to rebalance
3370                                          * kernelcore across nodes, we will
3371                                          * not double account here
3372                                          */
3373                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3374                                         continue;
3375                                 }
3376                                 start_pfn = usable_startpfn;
3377                         }
3378
3379                         /*
3380                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3381                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3382                          * number of pages used as kernelcore
3383                          */
3384                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3385                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3386                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3387                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3388
3389                         /*
3390                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3391                          * break if the kernelcore for this node has been
3392                          * satisified
3393                          */
3394                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3395                                                                 size_pages);
3396                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3397                         if (!kernelcore_remaining)
3398                                 break;
3399                 }
3400         }
3401
3402         /*
3403          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3404          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3405          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3406          * satisified
3407          */
3408         usable_nodes--;
3409         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
3410                 goto restart;
3411
3412         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
3413         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
3414                 zone_movable_pfn[nid] =
3415                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
3416 }
3417
3418 /**
3419  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3420  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
3421  *
3422  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
3423  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
3424  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
3425  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
3426  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
3427  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
3428  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
3429  * at arch_max_dma_pfn.
3430  */
3431 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
3432 {
3433         unsigned long nid;
3434         enum zone_type i;
3435
3436         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
3437         sort_node_map();
3438
3439         /* Record where the zone boundaries are */
3440         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
3441                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
3442         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
3443                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
3444         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
3445         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
3446         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3447                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3448                         continue;
3449                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
3450                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
3451                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
3452                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
3453         }
3454         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3455         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3456
3457         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
3458         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
3459         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
3460
3461         /* Print out the zone ranges */
3462         printk("Zone PFN ranges:\n");
3463         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3464                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3465                         continue;
3466                 printk("  %-8s %8lu -> %8lu\n",
3467                                 zone_names[i],
3468                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
3469                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
3470         }
3471
3472         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
3473         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
3474         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
3475                 if (zone_movable_pfn[i])
3476                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
3477         }
3478
3479         /* Print out the early_node_map[] */
3480         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
3481         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3482                 printk("  %3d: %8lu -> %8lu\n", early_node_map[i].nid,
3483                                                 early_node_map[i].start_pfn,
3484                                                 early_node_map[i].end_pfn);
3485
3486         /* Initialise every node */
3487         setup_nr_node_ids();
3488         for_each_online_node(nid) {
3489                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3490                 free_area_init_node(nid, pgdat, NULL,
3491                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
3492         }
3493 }
3494
3495 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
3496 {
3497         unsigned long long coremem;
3498         if (!p)
3499                 return -EINVAL;
3500
3501         coremem = memparse(p, &p);
3502         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
3503
3504         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
3505         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
3506
3507         return 0;
3508 }
3509
3510 /*
3511  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
3512  * cannot be reclaimed or migrated.
3513  */
3514 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
3515 {
3516         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
3517 }
3518
3519 /*
3520  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
3521  * can be reclaimed or migrated.
3522  */
3523 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
3524 {
3525         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
3526 }
3527
3528 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
3529 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
3530
3531 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3532
3533 /**
3534  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
3535  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
3536  *
3537  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
3538  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
3539  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
3540  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
3541  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
3542  * smaller per-cpu batchsize.
3543  */
3544 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
3545 {
3546         dma_reserve = new_dma_reserve;
3547 }
3548
3549 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3550 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
3551 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
3552
3553 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
3554 #endif
3555
3556 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
3557 {
3558         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
3559                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
3560 }
3561
3562 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3563                                  unsigned long action, void *hcpu)
3564 {
3565         int cpu = (unsigned long)hcpu;
3566
3567         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
3568                 local_irq_disable();
3569                 __drain_pages(cpu);
3570                 vm_events_fold_cpu(cpu);
3571                 local_irq_enable();
3572                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
3573         }
3574         return NOTIFY_OK;
3575 }
3576
3577 void __init page_alloc_init(void)
3578 {
3579         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
3580 }
3581
3582 /*
3583  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
3584  *      or min_free_kbytes changes.
3585  */
3586 static void calculate_totalreserve_pages(void)
3587 {
3588         struct pglist_data *pgdat;
3589         unsigned long reserve_pages = 0;
3590         enum zone_type i, j;
3591
3592         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3593                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3594                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3595                         unsigned long max = 0;
3596
3597                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
3598                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3599                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
3600                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
3601                         }
3602
3603                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
3604                         max += zone->pages_high;
3605
3606                         if (max > zone->present_pages)
3607                                 max = zone->present_pages;
3608                         reserve_pages += max;
3609                 }
3610         }
3611         totalreserve_pages = reserve_pages;
3612 }
3613
3614 /*
3615  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
3616  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
3617  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
3618  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
3619  */
3620 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
3621 {
3622         struct pglist_data *pgdat;
3623         enum zone_type j, idx;
3624
3625         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3626                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3627                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3628                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
3629
3630                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
3631
3632                         idx = j;
3633                         while (idx) {
3634                                 struct zone *lower_zone;
3635
3636                                 idx--;
3637
3638                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
3639                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
3640
3641                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
3642                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
3643                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
3644                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
3645                         }
3646                 }
3647         }
3648
3649         /* update totalreserve_pages */
3650         calculate_totalreserve_pages();
3651 }
3652
3653 /**
3654  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
3655  *
3656  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
3657  * with respect to min_free_kbytes.
3658  */
3659 void setup_per_zone_pages_min(void)
3660 {
3661         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
3662         unsigned long lowmem_pages = 0;
3663         struct zone *zone;
3664         unsigned long flags;
3665
3666         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
3667         for_each_zone(zone) {
3668                 if (!is_highmem(zone))
3669                         lowmem_pages += zone->present_pages;
3670         }
3671
3672         for_each_zone(zone) {
3673                 u64 tmp;
3674
3675                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3676                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
3677                 do_div(tmp, lowmem_pages);
3678                 if (is_highmem(zone)) {
3679                         /*
3680                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
3681                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
3682                          * value here.
3683                          *
3684                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
3685                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
3686                          * not be capped for highmem.
3687                          */
3688                         int min_pages;
3689
3690                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
3691                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
3692                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
3693                         if (min_pages > 128)
3694                                 min_pages = 128;
3695                         zone->pages_min = min_pages;
3696                 } else {
3697                         /*
3698                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
3699                          * proportionate to the zone's size.
3700                          */
3701                         zone->pages_min = tmp;
3702                 }
3703
3704                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
3705                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
3706                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3707         }
3708
3709         /* update totalreserve_pages */
3710         calculate_totalreserve_pages();
3711 }
3712
3713 /*
3714  * Initialise min_free_kbytes.
3715  *
3716  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
3717  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
3718  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
3719  *
3720  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
3721  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
3722  *
3723  * which yields
3724  *
3725  * 16MB:        512k
3726  * 32MB:        724k
3727  * 64MB:        1024k
3728  * 128MB:       1448k
3729  * 256MB:       2048k
3730  * 512MB:       2896k
3731  * 1024MB:      4096k
3732  * 2048MB:      5792k
3733  * 4096MB:      8192k
3734  * 8192MB:      11584k
3735  * 16384MB:     16384k
3736  */
3737 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
3738 {
3739         unsigned long lowmem_kbytes;
3740
3741         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
3742
3743         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
3744         if (min_free_kbytes < 128)
3745                 min_free_kbytes = 128;
3746         if (min_free_kbytes > 65536)
3747                 min_free_kbytes = 65536;
3748         setup_per_zone_pages_min();
3749         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3750         return 0;
3751 }
3752 module_init(init_per_zone_pages_min)
3753
3754 /*
3755  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
3756  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
3757  *      changes.
3758  */
3759 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
3760         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3761 {
3762         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
3763         if (write)
3764                 setup_per_zone_pages_min();
3765         return 0;
3766 }
3767
3768 #ifdef CONFIG_NUMA
3769 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3770         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3771 {
3772         struct zone *zone;
3773         int rc;
3774
3775         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3776         if (rc)
3777                 return rc;
3778
3779         for_each_zone(zone)
3780                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
3781                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
3782         return 0;
3783 }
3784
3785 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3786         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3787 {
3788         struct zone *zone;
3789         int rc;
3790
3791         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3792         if (rc)
3793                 return rc;
3794
3795         for_each_zone(zone)
3796                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
3797                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3798         return 0;
3799 }
3800 #endif
3801
3802 /*
3803  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
3804  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
3805  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
3806  *
3807  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
3808  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
3809  * if in function of the boot time zone sizes.
3810  */
3811 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3812         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3813 {
3814         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3815         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3816         return 0;
3817 }
3818
3819 /*
3820  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
3821  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
3822  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
3823  */
3824
3825 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3826         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3827 {
3828         struct zone *zone;
3829         unsigned int cpu;
3830         int ret;
3831
3832         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3833         if (!write || (ret == -EINVAL))
3834                 return ret;
3835         for_each_zone(zone) {
3836                 for_each_online_cpu(cpu) {
3837                         unsigned long  high;
3838                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
3839                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
3840                 }
3841         }
3842         return 0;
3843 }
3844
3845 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
3846
3847 #ifdef CONFIG_NUMA
3848 static int __init set_hashdist(char *str)
3849 {
3850         if (!str)
3851                 return 0;
3852         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
3853         return 1;
3854 }
3855 __setup("hashdist=", set_hashdist);
3856 #endif
3857
3858 /*
3859  * allocate a large system hash table from bootmem
3860  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
3861  *   quantity of entries
3862  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
3863  */
3864 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
3865                                      unsigned long bucketsize,
3866                                      unsigned long numentries,
3867                                      int scale,
3868                                      int flags,
3869                                      unsigned int *_hash_shift,
3870                                      unsigned int *_hash_mask,
3871                                      unsigned long limit)
3872 {
3873         unsigned long long max = limit;
3874         unsigned long log2qty, size;
3875         void *table = NULL;
3876
3877         /* allow the kernel cmdline to have a say */
3878         if (!numentries) {
3879                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
3880                 numentries = nr_kernel_pages;
3881                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
3882                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
3883                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
3884
3885                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
3886                 if (scale > PAGE_SHIFT)
3887                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
3888                 else
3889                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
3890
3891                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
3892                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
3893                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
3894         }
3895         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
3896
3897         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
3898         if (max == 0) {
3899                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
3900                 do_div(max, bucketsize);
3901         }
3902
3903         if (numentries > max)
3904                 numentries = max;
3905
3906         log2qty = ilog2(numentries);
3907
3908         do {
3909                 size = bucketsize << log2qty;
3910                 if (flags & HASH_EARLY)
3911                         table = alloc_bootmem(size);
3912                 else if (hashdist)
3913                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
3914                 else {
3915                         unsigned long order;
3916                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
3917                                 ;
3918                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
3919                         /*
3920                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
3921                          * some pages at the end of hash table.
3922                          */
3923                         if (table) {
3924                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
3925                                                 (PAGE_SIZE << order);
3926                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
3927                                                 PAGE_ALIGN(size);
3928                                 split_page(virt_to_page(table), order);
3929                                 while (used < alloc_end) {
3930                                         free_page(used);
3931                                         used += PAGE_SIZE;
3932                                 }
3933                         }
3934                 }
3935         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
3936
3937         if (!table)
3938                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
3939
3940         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
3941                tablename,
3942                (1U << log2qty),
3943                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
3944                size);
3945
3946         if (_hash_shift)
3947                 *_hash_shift = log2qty;
3948         if (_hash_mask)
3949                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
3950
3951         return table;
3952 }
3953
3954 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
3955 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
3956 {
3957         return __pfn_to_page(pfn);
3958 }
3959 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
3960 {
3961         return __page_to_pfn(page);
3962 }
3963 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
3964 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
3965 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
3966
3967