d575a3ee8dd8e40618de0760566fd36569d64c14
[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_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY
162 static inline int get_pageblock_migratetype(struct page *page)
163 {
164         return get_pageblock_flags_group(page, PB_migrate, PB_migrate_end);
165 }
166
167 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
168 {
169         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
170                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
171 }
172
173 static inline int gfpflags_to_migratetype(gfp_t gfp_flags)
174 {
175         return ((gfp_flags & __GFP_MOVABLE) != 0);
176 }
177
178 #else
179 static inline int get_pageblock_migratetype(struct page *page)
180 {
181         return MIGRATE_UNMOVABLE;
182 }
183
184 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
185 {
186 }
187
188 static inline int gfpflags_to_migratetype(gfp_t gfp_flags)
189 {
190         return MIGRATE_UNMOVABLE;
191 }
192 #endif /* CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY */
193
194 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
195 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
196 {
197         int ret = 0;
198         unsigned seq;
199         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
200
201         do {
202                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
203                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
204                         ret = 1;
205                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
206                         ret = 1;
207         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
208
209         return ret;
210 }
211
212 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
213 {
214         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
215                 return 0;
216         if (zone != page_zone(page))
217                 return 0;
218
219         return 1;
220 }
221 /*
222  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
223  */
224 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
225 {
226         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
227                 return 1;
228         if (!page_is_consistent(zone, page))
229                 return 1;
230
231         return 0;
232 }
233 #else
234 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
235 {
236         return 0;
237 }
238 #endif
239
240 static void bad_page(struct page *page)
241 {
242         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
243                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
244                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
245                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
246                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
247                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
248                 page_mapcount(page), page_count(page));
249         dump_stack();
250         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
251                         1 << PG_private |
252                         1 << PG_locked  |
253                         1 << PG_active  |
254                         1 << PG_dirty   |
255                         1 << PG_reclaim |
256                         1 << PG_slab    |
257                         1 << PG_swapcache |
258                         1 << PG_writeback |
259                         1 << PG_buddy );
260         set_page_count(page, 0);
261         reset_page_mapcount(page);
262         page->mapping = NULL;
263         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
264 }
265
266 /*
267  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
268  *
269  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
270  *
271  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
272  *
273  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
274  * the head page (even the head page has this).
275  *
276  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
277  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
278  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
279  */
280
281 static void free_compound_page(struct page *page)
282 {
283         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
284 }
285
286 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
287 {
288         int i;
289         int nr_pages = 1 << order;
290
291         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
292         set_compound_order(page, order);
293         __SetPageHead(page);
294         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
295                 struct page *p = page + i;
296
297                 __SetPageTail(p);
298                 p->first_page = page;
299         }
300 }
301
302 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
303 {
304         int i;
305         int nr_pages = 1 << order;
306
307         if (unlikely(compound_order(page) != order))
308                 bad_page(page);
309
310         if (unlikely(!PageHead(page)))
311                         bad_page(page);
312         __ClearPageHead(page);
313         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
314                 struct page *p = page + i;
315
316                 if (unlikely(!PageTail(p) |
317                                 (p->first_page != page)))
318                         bad_page(page);
319                 __ClearPageTail(p);
320         }
321 }
322
323 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
324 {
325         int i;
326
327         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
328         /*
329          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
330          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
331          */
332         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
333         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
334                 clear_highpage(page + i);
335 }
336
337 /*
338  * function for dealing with page's order in buddy system.
339  * zone->lock is already acquired when we use these.
340  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
341  */
342 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
343 {
344         return page_private(page);
345 }
346
347 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
348 {
349         set_page_private(page, order);
350         __SetPageBuddy(page);
351 }
352
353 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
354 {
355         __ClearPageBuddy(page);
356         set_page_private(page, 0);
357 }
358
359 /*
360  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
361  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
362  *
363  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
364  * the following equation:
365  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
366  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
367  * 1 buddy is #10:
368  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
369  *
370  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
371  * satisfies the following equation:
372  *     P = B & ~(1 << O)
373  *
374  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
375  */
376 static inline struct page *
377 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
378 {
379         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
380
381         return page + (buddy_idx - page_idx);
382 }
383
384 static inline unsigned long
385 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
386 {
387         return (page_idx & ~(1 << order));
388 }
389
390 /*
391  * This function checks whether a page is free && is the buddy
392  * we can do coalesce a page and its buddy if
393  * (a) the buddy is not in a hole &&
394  * (b) the buddy is in the buddy system &&
395  * (c) a page and its buddy have the same order &&
396  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
397  *
398  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
399  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
400  *
401  * For recording page's order, we use page_private(page).
402  */
403 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
404                                                                 int order)
405 {
406         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
407                 return 0;
408
409         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
410                 return 0;
411
412         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
413                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
414                 return 1;
415         }
416         return 0;
417 }
418
419 /*
420  * Freeing function for a buddy system allocator.
421  *
422  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
423  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
424  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
425  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
426  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
427  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
428  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
429  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
430  * parts of the VM system.
431  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
432  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
433  * order is recorded in page_private(page) field.
434  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
435  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
436  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
437  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
438  * triggers coalescing into a block of larger size.            
439  *
440  * -- wli
441  */
442
443 static inline void __free_one_page(struct page *page,
444                 struct zone *zone, unsigned int order)
445 {
446         unsigned long page_idx;
447         int order_size = 1 << order;
448         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
449
450         if (unlikely(PageCompound(page)))
451                 destroy_compound_page(page, order);
452
453         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
454
455         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
456         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
457
458         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
459         while (order < MAX_ORDER-1) {
460                 unsigned long combined_idx;
461                 struct page *buddy;
462
463                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
464                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
465                         break;          /* Move the buddy up one level. */
466
467                 list_del(&buddy->lru);
468                 zone->free_area[order].nr_free--;
469                 rmv_page_order(buddy);
470                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
471                 page = page + (combined_idx - page_idx);
472                 page_idx = combined_idx;
473                 order++;
474         }
475         set_page_order(page, order);
476         list_add(&page->lru,
477                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
478         zone->free_area[order].nr_free++;
479 }
480
481 static inline int free_pages_check(struct page *page)
482 {
483         if (unlikely(page_mapcount(page) |
484                 (page->mapping != NULL)  |
485                 (page_count(page) != 0)  |
486                 (page->flags & (
487                         1 << PG_lru     |
488                         1 << PG_private |
489                         1 << PG_locked  |
490                         1 << PG_active  |
491                         1 << PG_slab    |
492                         1 << PG_swapcache |
493                         1 << PG_writeback |
494                         1 << PG_reserved |
495                         1 << PG_buddy ))))
496                 bad_page(page);
497         if (PageDirty(page))
498                 __ClearPageDirty(page);
499         /*
500          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
501          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
502          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
503          */
504         return PageReserved(page);
505 }
506
507 /*
508  * Frees a list of pages. 
509  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
510  * count is the number of pages to free.
511  *
512  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
513  * see if this freeing clears that state.
514  *
515  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
516  * pinned" detection logic.
517  */
518 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
519                                         struct list_head *list, int order)
520 {
521         spin_lock(&zone->lock);
522         zone->all_unreclaimable = 0;
523         zone->pages_scanned = 0;
524         while (count--) {
525                 struct page *page;
526
527                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
528                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
529                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
530                 list_del(&page->lru);
531                 __free_one_page(page, zone, order);
532         }
533         spin_unlock(&zone->lock);
534 }
535
536 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
537 {
538         spin_lock(&zone->lock);
539         zone->all_unreclaimable = 0;
540         zone->pages_scanned = 0;
541         __free_one_page(page, zone, order);
542         spin_unlock(&zone->lock);
543 }
544
545 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
546 {
547         unsigned long flags;
548         int i;
549         int reserved = 0;
550
551         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
552                 reserved += free_pages_check(page + i);
553         if (reserved)
554                 return;
555
556         if (!PageHighMem(page))
557                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
558         arch_free_page(page, order);
559         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
560
561         local_irq_save(flags);
562         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
563         free_one_page(page_zone(page), page, order);
564         local_irq_restore(flags);
565 }
566
567 /*
568  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
569  */
570 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
571 {
572         if (order == 0) {
573                 __ClearPageReserved(page);
574                 set_page_count(page, 0);
575                 set_page_refcounted(page);
576                 __free_page(page);
577         } else {
578                 int loop;
579
580                 prefetchw(page);
581                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
582                         struct page *p = &page[loop];
583
584                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
585                                 prefetchw(p + 1);
586                         __ClearPageReserved(p);
587                         set_page_count(p, 0);
588                 }
589
590                 set_page_refcounted(page);
591                 __free_pages(page, order);
592         }
593 }
594
595
596 /*
597  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
598  * Please do not alter this order without good reasons and regression
599  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
600  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
601  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
602  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
603  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
604  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
605  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
606  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
607  *
608  * -- wli
609  */
610 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
611         int low, int high, struct free_area *area,
612         int migratetype)
613 {
614         unsigned long size = 1 << high;
615
616         while (high > low) {
617                 area--;
618                 high--;
619                 size >>= 1;
620                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
621                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
622                 area->nr_free++;
623                 set_page_order(&page[size], high);
624         }
625 }
626
627 /*
628  * This page is about to be returned from the page allocator
629  */
630 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
631 {
632         if (unlikely(page_mapcount(page) |
633                 (page->mapping != NULL)  |
634                 (page_count(page) != 0)  |
635                 (page->flags & (
636                         1 << PG_lru     |
637                         1 << PG_private |
638                         1 << PG_locked  |
639                         1 << PG_active  |
640                         1 << PG_dirty   |
641                         1 << PG_slab    |
642                         1 << PG_swapcache |
643                         1 << PG_writeback |
644                         1 << PG_reserved |
645                         1 << PG_buddy ))))
646                 bad_page(page);
647
648         /*
649          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
650          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
651          */
652         if (PageReserved(page))
653                 return 1;
654
655         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_readahead |
656                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
657                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
658         set_page_private(page, 0);
659         set_page_refcounted(page);
660
661         arch_alloc_page(page, order);
662         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
663
664         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
665                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
666
667         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
668                 prep_compound_page(page, order);
669
670         return 0;
671 }
672
673 #ifdef CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY
674 /*
675  * This array describes the order lists are fallen back to when
676  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
677  */
678 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
679         [MIGRATE_UNMOVABLE] = { MIGRATE_MOVABLE   },
680         [MIGRATE_MOVABLE]   = { MIGRATE_UNMOVABLE },
681 };
682
683 /*
684  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
685  * Note that start_page and end_pages are not aligned in a MAX_ORDER_NR_PAGES
686  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
687  */
688 int move_freepages(struct zone *zone,
689                         struct page *start_page, struct page *end_page,
690                         int migratetype)
691 {
692         struct page *page;
693         unsigned long order;
694         int blocks_moved = 0;
695
696 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
697         /*
698          * page_zone is not safe to call in this context when
699          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
700          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
701          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
702          * CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY
703          */
704         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
705 #endif
706
707         for (page = start_page; page <= end_page;) {
708                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
709                         page++;
710                         continue;
711                 }
712
713                 if (!PageBuddy(page)) {
714                         page++;
715                         continue;
716                 }
717
718                 order = page_order(page);
719                 list_del(&page->lru);
720                 list_add(&page->lru,
721                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
722                 page += 1 << order;
723                 blocks_moved++;
724         }
725
726         return blocks_moved;
727 }
728
729 int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page, int migratetype)
730 {
731         unsigned long start_pfn, end_pfn;
732         struct page *start_page, *end_page;
733
734         start_pfn = page_to_pfn(page);
735         start_pfn = start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES-1);
736         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
737         end_page = start_page + MAX_ORDER_NR_PAGES - 1;
738         end_pfn = start_pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES - 1;
739
740         /* Do not cross zone boundaries */
741         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
742                 start_page = page;
743         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
744                 return 0;
745
746         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
747 }
748
749 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
750 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
751                                                 int start_migratetype)
752 {
753         struct free_area * area;
754         int current_order;
755         struct page *page;
756         int migratetype, i;
757
758         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
759         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
760                                                 --current_order) {
761                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
762                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
763
764                         area = &(zone->free_area[current_order]);
765                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
766                                 continue;
767
768                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
769                                         struct page, lru);
770                         area->nr_free--;
771
772                         /*
773                          * If breaking a large block of pages, move all free
774                          * pages to the preferred allocation list
775                          */
776                         if (unlikely(current_order >= MAX_ORDER / 2)) {
777                                 migratetype = start_migratetype;
778                                 move_freepages_block(zone, page, migratetype);
779                         }
780
781                         /* Remove the page from the freelists */
782                         list_del(&page->lru);
783                         rmv_page_order(page);
784                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
785                                                         -(1UL << order));
786
787                         if (current_order == MAX_ORDER - 1)
788                                 set_pageblock_migratetype(page,
789                                                         start_migratetype);
790
791                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
792                         return page;
793                 }
794         }
795
796         return NULL;
797 }
798 #else
799 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
800                                                 int start_migratetype)
801 {
802         return NULL;
803 }
804 #endif /* CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY */
805
806 /* 
807  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
808  * Call me with the zone->lock already held.
809  */
810 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
811                                                 int migratetype)
812 {
813         struct free_area * area;
814         unsigned int current_order;
815         struct page *page;
816
817         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
818         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
819                 area = &(zone->free_area[current_order]);
820                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
821                         continue;
822
823                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
824                                                         struct page, lru);
825                 list_del(&page->lru);
826                 rmv_page_order(page);
827                 area->nr_free--;
828                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
829                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
830                 goto got_page;
831         }
832
833         page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
834
835 got_page:
836
837         return page;
838 }
839
840 /* 
841  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
842  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
843  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
844  */
845 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
846                         unsigned long count, struct list_head *list,
847                         int migratetype)
848 {
849         int i;
850         
851         spin_lock(&zone->lock);
852         for (i = 0; i < count; ++i) {
853                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
854                 if (unlikely(page == NULL))
855                         break;
856                 list_add(&page->lru, list);
857                 set_page_private(page, migratetype);
858         }
859         spin_unlock(&zone->lock);
860         return i;
861 }
862
863 #ifdef CONFIG_NUMA
864 /*
865  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
866  * currently executing processor on remote nodes after they have
867  * expired.
868  *
869  * Note that this function must be called with the thread pinned to
870  * a single processor.
871  */
872 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
873 {
874         unsigned long flags;
875         int to_drain;
876
877         local_irq_save(flags);
878         if (pcp->count >= pcp->batch)
879                 to_drain = pcp->batch;
880         else
881                 to_drain = pcp->count;
882         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
883         pcp->count -= to_drain;
884         local_irq_restore(flags);
885 }
886 #endif
887
888 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
889 {
890         unsigned long flags;
891         struct zone *zone;
892         int i;
893
894         for_each_zone(zone) {
895                 struct per_cpu_pageset *pset;
896
897                 if (!populated_zone(zone))
898                         continue;
899
900                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
901                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
902                         struct per_cpu_pages *pcp;
903
904                         pcp = &pset->pcp[i];
905                         local_irq_save(flags);
906                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
907                         pcp->count = 0;
908                         local_irq_restore(flags);
909                 }
910         }
911 }
912
913 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
914
915 void mark_free_pages(struct zone *zone)
916 {
917         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
918         unsigned long flags;
919         int order, t;
920         struct list_head *curr;
921
922         if (!zone->spanned_pages)
923                 return;
924
925         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
926
927         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
928         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
929                 if (pfn_valid(pfn)) {
930                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
931
932                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
933                                 swsusp_unset_page_free(page);
934                 }
935
936         for_each_migratetype_order(order, t) {
937                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
938                         unsigned long i;
939
940                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
941                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
942                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
943                 }
944         }
945         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
946 }
947 #endif /* CONFIG_PM */
948
949 #if defined(CONFIG_HIBERNATION) || defined(CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY)
950 /*
951  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
952  */
953 void drain_local_pages(void)
954 {
955         unsigned long flags;
956
957         local_irq_save(flags);  
958         __drain_pages(smp_processor_id());
959         local_irq_restore(flags);       
960 }
961
962 void smp_drain_local_pages(void *arg)
963 {
964         drain_local_pages();
965 }
966
967 /*
968  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
969  */
970 void drain_all_local_pages(void)
971 {
972         unsigned long flags;
973
974         local_irq_save(flags);
975         __drain_pages(smp_processor_id());
976         local_irq_restore(flags);
977
978         smp_call_function(smp_drain_local_pages, NULL, 0, 1);
979 }
980 #else
981 void drain_all_local_pages(void) {}
982 #endif /* CONFIG_HIBERNATION || CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY */
983
984 /*
985  * Free a 0-order page
986  */
987 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
988 {
989         struct zone *zone = page_zone(page);
990         struct per_cpu_pages *pcp;
991         unsigned long flags;
992
993         if (PageAnon(page))
994                 page->mapping = NULL;
995         if (free_pages_check(page))
996                 return;
997
998         if (!PageHighMem(page))
999                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1000         arch_free_page(page, 0);
1001         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1002
1003         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
1004         local_irq_save(flags);
1005         __count_vm_event(PGFREE);
1006         list_add(&page->lru, &pcp->list);
1007         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1008         pcp->count++;
1009         if (pcp->count >= pcp->high) {
1010                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1011                 pcp->count -= pcp->batch;
1012         }
1013         local_irq_restore(flags);
1014         put_cpu();
1015 }
1016
1017 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
1018 {
1019         free_hot_cold_page(page, 0);
1020 }
1021         
1022 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
1023 {
1024         free_hot_cold_page(page, 1);
1025 }
1026
1027 /*
1028  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1029  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1030  * Each sub-page must be freed individually.
1031  *
1032  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1033  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1034  */
1035 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1036 {
1037         int i;
1038
1039         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1040         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1041         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1042                 set_page_refcounted(page + i);
1043 }
1044
1045 /*
1046  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1047  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1048  * or two.
1049  */
1050 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
1051                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1052 {
1053         unsigned long flags;
1054         struct page *page;
1055         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1056         int cpu;
1057         int migratetype = gfpflags_to_migratetype(gfp_flags);
1058
1059 again:
1060         cpu  = get_cpu();
1061         if (likely(order == 0)) {
1062                 struct per_cpu_pages *pcp;
1063
1064                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
1065                 local_irq_save(flags);
1066                 if (!pcp->count) {
1067                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1068                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1069                         if (unlikely(!pcp->count))
1070                                 goto failed;
1071                 }
1072
1073 #ifdef CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY
1074                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1075                 list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1076                         if (page_private(page) == migratetype)
1077                                 break;
1078
1079                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1080                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1081                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1082                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1083                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1084                 }
1085 #else
1086                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1087 #endif /* CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY */
1088
1089                 list_del(&page->lru);
1090                 pcp->count--;
1091         } else {
1092                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1093                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1094                 spin_unlock(&zone->lock);
1095                 if (!page)
1096                         goto failed;
1097         }
1098
1099         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1100         zone_statistics(zonelist, zone);
1101         local_irq_restore(flags);
1102         put_cpu();
1103
1104         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1105         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1106                 goto again;
1107         return page;
1108
1109 failed:
1110         local_irq_restore(flags);
1111         put_cpu();
1112         return NULL;
1113 }
1114
1115 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1116 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1117 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1118 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1119 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1120 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1121 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1122
1123 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1124
1125 static struct fail_page_alloc_attr {
1126         struct fault_attr attr;
1127
1128         u32 ignore_gfp_highmem;
1129         u32 ignore_gfp_wait;
1130         u32 min_order;
1131
1132 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1133
1134         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1135         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1136         struct dentry *min_order_file;
1137
1138 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1139
1140 } fail_page_alloc = {
1141         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1142         .ignore_gfp_wait = 1,
1143         .ignore_gfp_highmem = 1,
1144         .min_order = 1,
1145 };
1146
1147 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1148 {
1149         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1150 }
1151 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1152
1153 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1154 {
1155         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1156                 return 0;
1157         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1158                 return 0;
1159         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1160                 return 0;
1161         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1162                 return 0;
1163
1164         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1165 }
1166
1167 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1168
1169 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1170 {
1171         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1172         struct dentry *dir;
1173         int err;
1174
1175         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1176                                        "fail_page_alloc");
1177         if (err)
1178                 return err;
1179         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1180
1181         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1182                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1183                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1184
1185         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1186                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1187                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1188         fail_page_alloc.min_order_file =
1189                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1190                                    &fail_page_alloc.min_order);
1191
1192         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1193             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1194             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1195                 err = -ENOMEM;
1196                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1197                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1198                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1199                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1200         }
1201
1202         return err;
1203 }
1204
1205 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1206
1207 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1208
1209 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1210
1211 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1212 {
1213         return 0;
1214 }
1215
1216 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1217
1218 /*
1219  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1220  * of the allocation.
1221  */
1222 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1223                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1224 {
1225         /* free_pages my go negative - that's OK */
1226         long min = mark;
1227         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1228         int o;
1229
1230         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1231                 min -= min / 2;
1232         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1233                 min -= min / 4;
1234
1235         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1236                 return 0;
1237         for (o = 0; o < order; o++) {
1238                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1239                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1240
1241                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1242                 min >>= 1;
1243
1244                 if (free_pages <= min)
1245                         return 0;
1246         }
1247         return 1;
1248 }
1249
1250 #ifdef CONFIG_NUMA
1251 /*
1252  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1253  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1254  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1255  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1256  * that have to skip over alot of full or unallowed zones.
1257  *
1258  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1259  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1260  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1261  *
1262  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1263  * nothing and returns NULL.
1264  *
1265  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1266  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1267  *
1268  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1269  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1270  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1271  * quickly as we can.
1272  */
1273 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1274 {
1275         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1276         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1277
1278         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1279         if (!zlc)
1280                 return NULL;
1281
1282         if (jiffies - zlc->last_full_zap > 1 * HZ) {
1283                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1284                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1285         }
1286
1287         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1288                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1289                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1290         return allowednodes;
1291 }
1292
1293 /*
1294  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1295  * if it is worth looking at further for free memory:
1296  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1297  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1298  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1299  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1300  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1301  * else return false (zero) if it is not.
1302  *
1303  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1304  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1305  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1306  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1307  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1308  * into the second scan of the zonelist.
1309  *
1310  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1311  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1312  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1313  * unturned looking for a free page.
1314  */
1315 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1316                                                 nodemask_t *allowednodes)
1317 {
1318         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1319         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1320         int n;                          /* node that zone *z is on */
1321
1322         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1323         if (!zlc)
1324                 return 1;
1325
1326         i = z - zonelist->zones;
1327         n = zlc->z_to_n[i];
1328
1329         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1330         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1331 }
1332
1333 /*
1334  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1335  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1336  * from that zone don't waste time re-examining it.
1337  */
1338 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1339 {
1340         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1341         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1342
1343         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1344         if (!zlc)
1345                 return;
1346
1347         i = z - zonelist->zones;
1348
1349         set_bit(i, zlc->fullzones);
1350 }
1351
1352 #else   /* CONFIG_NUMA */
1353
1354 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1355 {
1356         return NULL;
1357 }
1358
1359 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1360                                 nodemask_t *allowednodes)
1361 {
1362         return 1;
1363 }
1364
1365 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1366 {
1367 }
1368 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1369
1370 /*
1371  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1372  * a page.
1373  */
1374 static struct page *
1375 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1376                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1377 {
1378         struct zone **z;
1379         struct page *page = NULL;
1380         int classzone_idx = zone_idx(zonelist->zones[0]);
1381         struct zone *zone;
1382         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1383         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1384         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1385         enum zone_type highest_zoneidx = -1; /* Gets set for policy zonelists */
1386
1387 zonelist_scan:
1388         /*
1389          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1390          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1391          */
1392         z = zonelist->zones;
1393
1394         do {
1395                 /*
1396                  * In NUMA, this could be a policy zonelist which contains
1397                  * zones that may not be allowed by the current gfp_mask.
1398                  * Check the zone is allowed by the current flags
1399                  */
1400                 if (unlikely(alloc_should_filter_zonelist(zonelist))) {
1401                         if (highest_zoneidx == -1)
1402                                 highest_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1403                         if (zone_idx(*z) > highest_zoneidx)
1404                                 continue;
1405                 }
1406
1407                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1408                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1409                                 continue;
1410                 zone = *z;
1411                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1412                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1413                                 goto try_next_zone;
1414
1415                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1416                         unsigned long mark;
1417                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1418                                 mark = zone->pages_min;
1419                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1420                                 mark = zone->pages_low;
1421                         else
1422                                 mark = zone->pages_high;
1423                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1424                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1425                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1426                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1427                                         goto this_zone_full;
1428                         }
1429                 }
1430
1431                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
1432                 if (page)
1433                         break;
1434 this_zone_full:
1435                 if (NUMA_BUILD)
1436                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1437 try_next_zone:
1438                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1439                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1440                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1441                         zlc_active = 1;
1442                         did_zlc_setup = 1;
1443                 }
1444         } while (*(++z) != NULL);
1445
1446         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1447                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1448                 zlc_active = 0;
1449                 goto zonelist_scan;
1450         }
1451         return page;
1452 }
1453
1454 /*
1455  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1456  */
1457 struct page * fastcall
1458 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1459                 struct zonelist *zonelist)
1460 {
1461         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1462         struct zone **z;
1463         struct page *page;
1464         struct reclaim_state reclaim_state;
1465         struct task_struct *p = current;
1466         int do_retry;
1467         int alloc_flags;
1468         int did_some_progress;
1469
1470         might_sleep_if(wait);
1471
1472         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1473                 return NULL;
1474
1475 restart:
1476         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1477
1478         if (unlikely(*z == NULL)) {
1479                 /*
1480                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1481                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1482                  */
1483                 return NULL;
1484         }
1485
1486         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1487                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1488         if (page)
1489                 goto got_pg;
1490
1491         /*
1492          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1493          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1494          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1495          * using a larger set of nodes after it has established that the
1496          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1497          * over allocated.
1498          */
1499         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1500                 goto nopage;
1501
1502         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1503                 wakeup_kswapd(*z, order);
1504
1505         /*
1506          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1507          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1508          * to how we want to proceed.
1509          *
1510          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1511          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1512          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1513          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1514          */
1515         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1516         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1517                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1518         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1519                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1520         if (wait)
1521                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1522
1523         /*
1524          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1525          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1526          *
1527          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1528          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1529          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1530          */
1531         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1532         if (page)
1533                 goto got_pg;
1534
1535         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1536
1537 rebalance:
1538         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1539                         && !in_interrupt()) {
1540                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1541 nofail_alloc:
1542                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1543                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1544                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1545                         if (page)
1546                                 goto got_pg;
1547                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1548                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1549                                 goto nofail_alloc;
1550                         }
1551                 }
1552                 goto nopage;
1553         }
1554
1555         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1556         if (!wait)
1557                 goto nopage;
1558
1559         cond_resched();
1560
1561         /* We now go into synchronous reclaim */
1562         cpuset_memory_pressure_bump();
1563         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1564         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1565         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1566
1567         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, order, gfp_mask);
1568
1569         p->reclaim_state = NULL;
1570         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1571
1572         cond_resched();
1573
1574         if (order != 0)
1575                 drain_all_local_pages();
1576
1577         if (likely(did_some_progress)) {
1578                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1579                                                 zonelist, alloc_flags);
1580                 if (page)
1581                         goto got_pg;
1582         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1583                 /*
1584                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1585                  * very high watermark here, this is only to catch
1586                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1587                  * under heavy pressure.
1588                  */
1589                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1590                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1591                 if (page)
1592                         goto got_pg;
1593
1594                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1595                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1596                         goto nopage;
1597
1598                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1599                 goto restart;
1600         }
1601
1602         /*
1603          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1604          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1605          *
1606          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1607          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1608          */
1609         do_retry = 0;
1610         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1611                 if ((order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) ||
1612                                                 (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1613                         do_retry = 1;
1614                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1615                         do_retry = 1;
1616         }
1617         if (do_retry) {
1618                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1619                 goto rebalance;
1620         }
1621
1622 nopage:
1623         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1624                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1625                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1626                         p->comm, order, gfp_mask);
1627                 dump_stack();
1628                 show_mem();
1629         }
1630 got_pg:
1631         return page;
1632 }
1633
1634 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1635
1636 /*
1637  * Common helper functions.
1638  */
1639 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1640 {
1641         struct page * page;
1642         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1643         if (!page)
1644                 return 0;
1645         return (unsigned long) page_address(page);
1646 }
1647
1648 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1649
1650 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1651 {
1652         struct page * page;
1653
1654         /*
1655          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1656          * a highmem page
1657          */
1658         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1659
1660         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1661         if (page)
1662                 return (unsigned long) page_address(page);
1663         return 0;
1664 }
1665
1666 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1667
1668 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1669 {
1670         int i = pagevec_count(pvec);
1671
1672         while (--i >= 0)
1673                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1674 }
1675
1676 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1677 {
1678         if (put_page_testzero(page)) {
1679                 if (order == 0)
1680                         free_hot_page(page);
1681                 else
1682                         __free_pages_ok(page, order);
1683         }
1684 }
1685
1686 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1687
1688 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1689 {
1690         if (addr != 0) {
1691                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1692                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1693         }
1694 }
1695
1696 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1697
1698 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1699 {
1700         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1701         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1702         unsigned int sum = 0;
1703
1704         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1705         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1706         struct zone *zone;
1707
1708         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1709                 unsigned long size = zone->present_pages;
1710                 unsigned long high = zone->pages_high;
1711                 if (size > high)
1712                         sum += size - high;
1713         }
1714
1715         return sum;
1716 }
1717
1718 /*
1719  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1720  */
1721 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1722 {
1723         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1724 }
1725 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1726
1727 /*
1728  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1729  */
1730 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1731 {
1732         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1733 }
1734
1735 static inline void show_node(struct zone *zone)
1736 {
1737         if (NUMA_BUILD)
1738                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1739 }
1740
1741 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1742 {
1743         val->totalram = totalram_pages;
1744         val->sharedram = 0;
1745         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1746         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1747         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1748         val->freehigh = nr_free_highpages();
1749         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1750 }
1751
1752 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1753
1754 #ifdef CONFIG_NUMA
1755 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1756 {
1757         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1758
1759         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1760         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1761 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1762         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1763         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1764                         NR_FREE_PAGES);
1765 #else
1766         val->totalhigh = 0;
1767         val->freehigh = 0;
1768 #endif
1769         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1770 }
1771 #endif
1772
1773 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1774
1775 /*
1776  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1777  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1778  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1779  */
1780 void show_free_areas(void)
1781 {
1782         int cpu;
1783         struct zone *zone;
1784
1785         for_each_zone(zone) {
1786                 if (!populated_zone(zone))
1787                         continue;
1788
1789                 show_node(zone);
1790                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1791
1792                 for_each_online_cpu(cpu) {
1793                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1794
1795                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1796
1797                         printk("CPU %4d: Hot: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d   "
1798                                "Cold: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1799                                cpu, pageset->pcp[0].high,
1800                                pageset->pcp[0].batch, pageset->pcp[0].count,
1801                                pageset->pcp[1].high, pageset->pcp[1].batch,
1802                                pageset->pcp[1].count);
1803                 }
1804         }
1805
1806         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1807                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1808                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1809                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1810                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1811                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1812                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1813                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1814                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1815                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1816                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1817                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1818                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1819
1820         for_each_zone(zone) {
1821                 int i;
1822
1823                 if (!populated_zone(zone))
1824                         continue;
1825
1826                 show_node(zone);
1827                 printk("%s"
1828                         " free:%lukB"
1829                         " min:%lukB"
1830                         " low:%lukB"
1831                         " high:%lukB"
1832                         " active:%lukB"
1833                         " inactive:%lukB"
1834                         " present:%lukB"
1835                         " pages_scanned:%lu"
1836                         " all_unreclaimable? %s"
1837                         "\n",
1838                         zone->name,
1839                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1840                         K(zone->pages_min),
1841                         K(zone->pages_low),
1842                         K(zone->pages_high),
1843                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1844                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1845                         K(zone->present_pages),
1846                         zone->pages_scanned,
1847                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1848                         );
1849                 printk("lowmem_reserve[]:");
1850                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1851                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1852                 printk("\n");
1853         }
1854
1855         for_each_zone(zone) {
1856                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1857
1858                 if (!populated_zone(zone))
1859                         continue;
1860
1861                 show_node(zone);
1862                 printk("%s: ", zone->name);
1863
1864                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1865                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1866                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1867                         total += nr[order] << order;
1868                 }
1869                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1870                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1871                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1872                 printk("= %lukB\n", K(total));
1873         }
1874
1875         show_swap_cache_info();
1876 }
1877
1878 /*
1879  * Builds allocation fallback zone lists.
1880  *
1881  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1882  */
1883 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1884                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1885 {
1886         struct zone *zone;
1887
1888         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1889         zone_type++;
1890
1891         do {
1892                 zone_type--;
1893                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1894                 if (populated_zone(zone)) {
1895                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1896                         check_highest_zone(zone_type);
1897                 }
1898
1899         } while (zone_type);
1900         return nr_zones;
1901 }
1902
1903
1904 /*
1905  *  zonelist_order:
1906  *  0 = automatic detection of better ordering.
1907  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1908  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1909  *
1910  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1911  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1912  */
1913 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
1914 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
1915 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
1916
1917 /* zonelist order in the kernel.
1918  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
1919  */
1920 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1921 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
1922
1923
1924 #ifdef CONFIG_NUMA
1925 /* The value user specified ....changed by config */
1926 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1927 /* string for sysctl */
1928 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
1929 char numa_zonelist_order[16] = "default";
1930
1931 /*
1932  * interface for configure zonelist ordering.
1933  * command line option "numa_zonelist_order"
1934  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
1935  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
1936  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
1937  */
1938
1939 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
1940 {
1941         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
1942                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1943         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
1944                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
1945         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
1946                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
1947         } else {
1948                 printk(KERN_WARNING
1949                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
1950                         "%s\n", s);
1951                 return -EINVAL;
1952         }
1953         return 0;
1954 }
1955
1956 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
1957 {
1958         if (s)
1959                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
1960         return 0;
1961 }
1962 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
1963
1964 /*
1965  * sysctl handler for numa_zonelist_order
1966  */
1967 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
1968                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
1969                 loff_t *ppos)
1970 {
1971         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
1972         int ret;
1973
1974         if (write)
1975                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
1976                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
1977         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
1978         if (ret)
1979                 return ret;
1980         if (write) {
1981                 int oldval = user_zonelist_order;
1982                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
1983                         /*
1984                          * bogus value.  restore saved string
1985                          */
1986                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
1987                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
1988                         user_zonelist_order = oldval;
1989                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
1990                         build_all_zonelists();
1991         }
1992         return 0;
1993 }
1994
1995
1996 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1997 static int node_load[MAX_NUMNODES];
1998
1999 /**
2000  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2001  * @node: node whose fallback list we're appending
2002  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2003  *
2004  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2005  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2006  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2007  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2008  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2009  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2010  * on them otherwise.
2011  * It returns -1 if no node is found.
2012  */
2013 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2014 {
2015         int n, val;
2016         int min_val = INT_MAX;
2017         int best_node = -1;
2018
2019         /* Use the local node if we haven't already */
2020         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2021                 node_set(node, *used_node_mask);
2022                 return node;
2023         }
2024
2025         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2026                 cpumask_t tmp;
2027
2028                 /* Don't want a node to appear more than once */
2029                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2030                         continue;
2031
2032                 /* Use the distance array to find the distance */
2033                 val = node_distance(node, n);
2034
2035                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2036                 val += (n < node);
2037
2038                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2039                 tmp = node_to_cpumask(n);
2040                 if (!cpus_empty(tmp))
2041                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2042
2043                 /* Slight preference for less loaded node */
2044                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2045                 val += node_load[n];
2046
2047                 if (val < min_val) {
2048                         min_val = val;
2049                         best_node = n;
2050                 }
2051         }
2052
2053         if (best_node >= 0)
2054                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2055
2056         return best_node;
2057 }
2058
2059
2060 /*
2061  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2062  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2063  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2064  */
2065 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2066 {
2067         enum zone_type i;
2068         int j;
2069         struct zonelist *zonelist;
2070
2071         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2072                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2073                 for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++)
2074                         ;
2075                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2076                 zonelist->zones[j] = NULL;
2077         }
2078 }
2079
2080 /*
2081  * Build gfp_thisnode zonelists
2082  */
2083 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2084 {
2085         enum zone_type i;
2086         int j;
2087         struct zonelist *zonelist;
2088
2089         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2090                 zonelist = pgdat->node_zonelists + MAX_NR_ZONES + i;
2091                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
2092                 zonelist->zones[j] = NULL;
2093         }
2094 }
2095
2096 /*
2097  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2098  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2099  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2100  * may still exist in local DMA zone.
2101  */
2102 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2103
2104 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2105 {
2106         enum zone_type i;
2107         int pos, j, node;
2108         int zone_type;          /* needs to be signed */
2109         struct zone *z;
2110         struct zonelist *zonelist;
2111
2112         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2113                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2114                 pos = 0;
2115                 for (zone_type = i; zone_type >= 0; zone_type--) {
2116                         for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2117                                 node = node_order[j];
2118                                 z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2119                                 if (populated_zone(z)) {
2120                                         zonelist->zones[pos++] = z;
2121                                         check_highest_zone(zone_type);
2122                                 }
2123                         }
2124                 }
2125                 zonelist->zones[pos] = NULL;
2126         }
2127 }
2128
2129 static int default_zonelist_order(void)
2130 {
2131         int nid, zone_type;
2132         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2133         struct zone *z;
2134         int average_size;
2135         /*
2136          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2137          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2138          * into OOM very easily.
2139          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2140          */
2141         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2142         low_kmem_size = 0;
2143         total_size = 0;
2144         for_each_online_node(nid) {
2145                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2146                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2147                         if (populated_zone(z)) {
2148                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2149                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2150                                 total_size += z->present_pages;
2151                         }
2152                 }
2153         }
2154         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2155             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2156                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2157         /*
2158          * look into each node's config.
2159          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2160          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2161          */
2162         average_size = total_size /
2163                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2164         for_each_online_node(nid) {
2165                 low_kmem_size = 0;
2166                 total_size = 0;
2167                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2168                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2169                         if (populated_zone(z)) {
2170                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2171                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2172                                 total_size += z->present_pages;
2173                         }
2174                 }
2175                 if (low_kmem_size &&
2176                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2177                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2178                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2179         }
2180         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2181 }
2182
2183 static void set_zonelist_order(void)
2184 {
2185         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2186                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2187         else
2188                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2189 }
2190
2191 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2192 {
2193         int j, node, load;
2194         enum zone_type i;
2195         nodemask_t used_mask;
2196         int local_node, prev_node;
2197         struct zonelist *zonelist;
2198         int order = current_zonelist_order;
2199
2200         /* initialize zonelists */
2201         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2202                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2203                 zonelist->zones[0] = NULL;
2204         }
2205
2206         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2207         local_node = pgdat->node_id;
2208         load = num_online_nodes();
2209         prev_node = local_node;
2210         nodes_clear(used_mask);
2211
2212         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2213         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2214         j = 0;
2215
2216         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2217                 int distance = node_distance(local_node, node);
2218
2219                 /*
2220                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2221                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2222                  */
2223                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2224                         zone_reclaim_mode = 1;
2225
2226                 /*
2227                  * We don't want to pressure a particular node.
2228                  * So adding penalty to the first node in same
2229                  * distance group to make it round-robin.
2230                  */
2231                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2232                         node_load[node] = load;
2233
2234                 prev_node = node;
2235                 load--;
2236                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2237                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2238                 else
2239                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2240         }
2241
2242         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2243                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2244                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2245         }
2246
2247         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2248 }
2249
2250 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2251 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2252 {
2253         int i;
2254
2255         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2256                 struct zonelist *zonelist;
2257                 struct zonelist_cache *zlc;
2258                 struct zone **z;
2259
2260                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2261                 zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2262                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2263                 for (z = zonelist->zones; *z; z++)
2264                         zlc->z_to_n[z - zonelist->zones] = zone_to_nid(*z);
2265         }
2266 }
2267
2268
2269 #else   /* CONFIG_NUMA */
2270
2271 static void set_zonelist_order(void)
2272 {
2273         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2274 }
2275
2276 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2277 {
2278         int node, local_node;
2279         enum zone_type i,j;
2280
2281         local_node = pgdat->node_id;
2282         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2283                 struct zonelist *zonelist;
2284
2285                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2286
2287                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
2288                 /*
2289                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2290                  * of all the other nodes.
2291                  * We don't want to pressure a particular node, so when
2292                  * building the zones for node N, we make sure that the
2293                  * zones coming right after the local ones are those from
2294                  * node N+1 (modulo N)
2295                  */
2296                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2297                         if (!node_online(node))
2298                                 continue;
2299                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2300                 }
2301                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
2302                         if (!node_online(node))
2303                                 continue;
2304                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2305                 }
2306
2307                 zonelist->zones[j] = NULL;
2308         }
2309 }
2310
2311 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2312 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2313 {
2314         int i;
2315
2316         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2317                 pgdat->node_zonelists[i].zlcache_ptr = NULL;
2318 }
2319
2320 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2321
2322 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
2323 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2324 {
2325         int nid;
2326
2327         for_each_online_node(nid) {
2328                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2329
2330                 build_zonelists(pgdat);
2331                 build_zonelist_cache(pgdat);
2332         }
2333         return 0;
2334 }
2335
2336 void build_all_zonelists(void)
2337 {
2338         set_zonelist_order();
2339
2340         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2341                 __build_all_zonelists(NULL);
2342                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2343         } else {
2344                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
2345                    of zonelist */
2346                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
2347                 /* cpuset refresh routine should be here */
2348         }
2349         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2350         printk("Built %i zonelists in %s order.  Total pages: %ld\n",
2351                         num_online_nodes(),
2352                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2353                         vm_total_pages);
2354 #ifdef CONFIG_NUMA
2355         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2356 #endif
2357 }
2358
2359 /*
2360  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2361  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2362  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2363  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2364  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2365  * conservative, even though it seems large.
2366  *
2367  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2368  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2369  */
2370 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2371
2372 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2373 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2374 {
2375         unsigned long size = 1;
2376
2377         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2378
2379         while (size < pages)
2380                 size <<= 1;
2381
2382         /*
2383          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2384          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2385          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2386          */
2387         size = min(size, 4096UL);
2388
2389         return max(size, 4UL);
2390 }
2391 #else
2392 /*
2393  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2394  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2395  *
2396  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2397  *
2398  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2399  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2400  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2401  *
2402  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2403  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2404  *
2405  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2406  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2407  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2408  */
2409 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2410 {
2411         return 4096UL;
2412 }
2413 #endif
2414
2415 /*
2416  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2417  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2418  * hash function before the remainder is taken.
2419  */
2420 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2421 {
2422         return ffz(~size);
2423 }
2424
2425 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2426
2427 /*
2428  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2429  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2430  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2431  */
2432 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2433                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2434 {
2435         struct page *page;
2436         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2437         unsigned long pfn;
2438
2439         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2440                 /*
2441                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2442                  * handed to this function.  They do not
2443                  * exist on hotplugged memory.
2444                  */
2445                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2446                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2447                                 continue;
2448                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2449                                 continue;
2450                 }
2451                 page = pfn_to_page(pfn);
2452                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2453                 init_page_count(page);
2454                 reset_page_mapcount(page);
2455                 SetPageReserved(page);
2456
2457                 /*
2458                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2459                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2460                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2461                  * the address space during boot when many long-lived
2462                  * kernel allocations are made
2463                  */
2464                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2465
2466                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2467 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2468                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2469                 if (!is_highmem_idx(zone))
2470                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2471 #endif
2472         }
2473 }
2474
2475 static void __meminit zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat,
2476                                 struct zone *zone, unsigned long size)
2477 {
2478         int order, t;
2479         for_each_migratetype_order(order, t) {
2480                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2481                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2482         }
2483 }
2484
2485 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2486 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2487         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2488 #endif
2489
2490 static int __devinit zone_batchsize(struct zone *zone)
2491 {
2492         int batch;
2493
2494         /*
2495          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2496          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2497          *
2498          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2499          */
2500         batch = zone->present_pages / 1024;
2501         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2502                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2503         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2504         if (batch < 1)
2505                 batch = 1;
2506
2507         /*
2508          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2509          * of 2 value was found to be more likely to have
2510          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2511          *
2512          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2513          * batches of pages, one task can end up with a lot
2514          * of pages of one half of the possible page colors
2515          * and the other with pages of the other colors.
2516          */
2517         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2518
2519         return batch;
2520 }
2521
2522 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2523 {
2524         struct per_cpu_pages *pcp;
2525
2526         memset(p, 0, sizeof(*p));
2527
2528         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
2529         pcp->count = 0;
2530         pcp->high = 6 * batch;
2531         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2532         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2533
2534         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
2535         pcp->count = 0;
2536         pcp->high = 2 * batch;
2537         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
2538         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2539 }
2540
2541 /*
2542  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2543  * to the value high for the pageset p.
2544  */
2545
2546 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2547                                 unsigned long high)
2548 {
2549         struct per_cpu_pages *pcp;
2550
2551         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
2552         pcp->high = high;
2553         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2554         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2555                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2556 }
2557
2558
2559 #ifdef CONFIG_NUMA
2560 /*
2561  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2562  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2563  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2564  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2565  * with interrupts disabled.
2566  *
2567  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2568  *
2569  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2570  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2571  * hotplugged processors.
2572  *
2573  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2574  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2575  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2576  */
2577 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2578
2579 /*
2580  * Dynamically allocate memory for the
2581  * per cpu pageset array in struct zone.
2582  */
2583 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2584 {
2585         struct zone *zone, *dzone;
2586         int node = cpu_to_node(cpu);
2587
2588         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2589
2590         for_each_zone(zone) {
2591
2592                 if (!populated_zone(zone))
2593                         continue;
2594
2595                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2596                                          GFP_KERNEL, node);
2597                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2598                         goto bad;
2599
2600                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2601
2602                 if (percpu_pagelist_fraction)
2603                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2604                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2605         }
2606
2607         return 0;
2608 bad:
2609         for_each_zone(dzone) {
2610                 if (!populated_zone(dzone))
2611                         continue;
2612                 if (dzone == zone)
2613                         break;
2614                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2615                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2616         }
2617         return -ENOMEM;
2618 }
2619
2620 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2621 {
2622         struct zone *zone;
2623
2624         for_each_zone(zone) {
2625                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2626
2627                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2628                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2629                         kfree(pset);
2630                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2631         }
2632 }
2633
2634 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2635                 unsigned long action,
2636                 void *hcpu)
2637 {
2638         int cpu = (long)hcpu;
2639         int ret = NOTIFY_OK;
2640
2641         switch (action) {
2642         case CPU_UP_PREPARE:
2643         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2644                 if (process_zones(cpu))
2645                         ret = NOTIFY_BAD;
2646                 break;
2647         case CPU_UP_CANCELED:
2648         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2649         case CPU_DEAD:
2650         case CPU_DEAD_FROZEN:
2651                 free_zone_pagesets(cpu);
2652                 break;
2653         default:
2654                 break;
2655         }
2656         return ret;
2657 }
2658
2659 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2660         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2661
2662 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2663 {
2664         int err;
2665
2666         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2667          * A cpuup callback will do this for every cpu
2668          * as it comes online
2669          */
2670         err = process_zones(smp_processor_id());
2671         BUG_ON(err);
2672         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2673 }
2674
2675 #endif
2676
2677 static noinline __init_refok
2678 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2679 {
2680         int i;
2681         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2682         size_t alloc_size;
2683
2684         /*
2685          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2686          * per zone.
2687          */
2688         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2689                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2690         zone->wait_table_bits =
2691                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2692         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2693                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2694
2695         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2696                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2697                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2698         } else {
2699                 /*
2700                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2701                  * via memory hot-add.
2702                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2703                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2704                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2705                  * node itself as well.
2706                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2707                  * necessary.
2708                  */
2709                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2710         }
2711         if (!zone->wait_table)
2712                 return -ENOMEM;
2713
2714         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2715                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2716
2717         return 0;
2718 }
2719
2720 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2721 {
2722         int cpu;
2723         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2724
2725         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2726 #ifdef CONFIG_NUMA
2727                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2728                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2729                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2730 #else
2731                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2732 #endif
2733         }
2734         if (zone->present_pages)
2735                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2736                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2737 }
2738
2739 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2740                                         unsigned long zone_start_pfn,
2741                                         unsigned long size,
2742                                         enum memmap_context context)
2743 {
2744         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2745         int ret;
2746         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2747         if (ret)
2748                 return ret;
2749         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2750
2751         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2752
2753         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2754
2755         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2756
2757         return 0;
2758 }
2759
2760 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2761 /*
2762  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2763  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2764  */
2765 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2766 {
2767         int i;
2768
2769         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2770                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2771                         return i;
2772
2773         return -1;
2774 }
2775
2776 /*
2777  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2778  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardles of node
2779  */
2780 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2781 {
2782         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2783                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2784                         return index;
2785
2786         return -1;
2787 }
2788
2789 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2790 /*
2791  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2792  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2793  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2794  * alternative
2795  */
2796 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2797 {
2798         int i;
2799
2800         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2801                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2802                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2803
2804                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2805                         return early_node_map[i].nid;
2806         }
2807
2808         return 0;
2809 }
2810 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2811
2812 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2813 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2814         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2815                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2816
2817 /**
2818  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2819  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2820  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2821  *
2822  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2823  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2824  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2825  */
2826 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2827                                                 unsigned long max_low_pfn)
2828 {
2829         int i;
2830
2831         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2832                 unsigned long size_pages = 0;
2833                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2834
2835                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2836                         continue;
2837
2838                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2839                         end_pfn = max_low_pfn;
2840
2841                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2842                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2843                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2844                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2845         }
2846 }
2847
2848 /**
2849  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2850  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2851  *
2852  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2853  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2854  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2855  */
2856 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2857 {
2858         int i;
2859
2860         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2861                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2862                                 early_node_map[i].start_pfn,
2863                                 early_node_map[i].end_pfn);
2864 }
2865
2866 /**
2867  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2868  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2869  * @start_pfn: The start pfn of the node
2870  * @end_pfn: The end pfn of the node
2871  *
2872  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2873  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2874  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2875  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2876  * be used later.
2877  */
2878 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2879 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2880                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2881 {
2882         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2883                         nid, start_pfn, end_pfn);
2884
2885         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2886         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2887                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2888
2889         /* Update the boundaries */
2890         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2891                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2892         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2893                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2894 }
2895
2896 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
2897 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
2898                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2899 {
2900         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
2901                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
2902
2903         /* Return if boundary information has not been provided */
2904         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2905                 return;
2906
2907         /* Check the boundaries and update if necessary */
2908         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
2909                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
2910         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
2911                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
2912 }
2913 #else
2914 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2915                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
2916
2917 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
2918                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
2919 #endif
2920
2921
2922 /**
2923  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
2924  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
2925  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
2926  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
2927  *
2928  * It returns the start and end page frame of a node based on information
2929  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
2930  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
2931  * PFNs will be 0.
2932  */
2933 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2934                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2935 {
2936         int i;
2937         *start_pfn = -1UL;
2938         *end_pfn = 0;
2939
2940         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2941                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2942                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2943         }
2944
2945         if (*start_pfn == -1UL)
2946                 *start_pfn = 0;
2947
2948         /* Push the node boundaries out if requested */
2949         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
2950 }
2951
2952 /*
2953  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
2954  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
2955  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
2956  */
2957 void __init find_usable_zone_for_movable(void)
2958 {
2959         int zone_index;
2960         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
2961                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
2962                         continue;
2963
2964                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
2965                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
2966                         break;
2967         }
2968
2969         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
2970         movable_zone = zone_index;
2971 }
2972
2973 /*
2974  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
2975  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
2976  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
2977  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
2978  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
2979  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
2980  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
2981  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
2982  */
2983 void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
2984                                         unsigned long zone_type,
2985                                         unsigned long node_start_pfn,
2986                                         unsigned long node_end_pfn,
2987                                         unsigned long *zone_start_pfn,
2988                                         unsigned long *zone_end_pfn)
2989 {
2990         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
2991         if (zone_movable_pfn[nid]) {
2992                 /* Size ZONE_MOVABLE */
2993                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
2994                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
2995                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
2996                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
2997
2998                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
2999                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3000                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3001                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3002
3003                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3004                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3005                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3006         }
3007 }
3008
3009 /*
3010  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3011  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3012  */
3013 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3014                                         unsigned long zone_type,
3015                                         unsigned long *ignored)
3016 {
3017         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3018         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3019
3020         /* Get the start and end of the node and zone */
3021         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3022         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3023         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3024         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3025                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3026                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3027
3028         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3029         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3030                 return 0;
3031
3032         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3033         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3034         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3035
3036         /* Return the spanned pages */
3037         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3038 }
3039
3040 /*
3041  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3042  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3043  */
3044 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3045                                 unsigned long range_start_pfn,
3046                                 unsigned long range_end_pfn)
3047 {
3048         int i = 0;
3049         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3050         unsigned long start_pfn;
3051
3052         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3053         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3054         if (i == -1)
3055                 return 0;
3056
3057         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3058
3059         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3060         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3061                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3062
3063         /* Find all holes for the zone within the node */
3064         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3065
3066                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3067                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3068                         break;
3069
3070                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3071                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3072                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3073
3074                 /* Update the hole size cound and move on */
3075                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3076                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3077                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3078                 }
3079                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3080         }
3081
3082         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3083         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3084                 hole_pages += range_end_pfn -
3085                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3086
3087         return hole_pages;
3088 }
3089
3090 /**
3091  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3092  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3093  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3094  *
3095  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3096  */
3097 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3098                                                         unsigned long end_pfn)
3099 {
3100         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3101 }
3102
3103 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3104 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3105                                         unsigned long zone_type,
3106                                         unsigned long *ignored)
3107 {
3108         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3109         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3110
3111         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3112         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3113                                                         node_start_pfn);
3114         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3115                                                         node_end_pfn);
3116
3117         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3118                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3119                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3120         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3121 }
3122
3123 #else
3124 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3125                                         unsigned long zone_type,
3126                                         unsigned long *zones_size)
3127 {
3128         return zones_size[zone_type];
3129 }
3130
3131 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3132                                                 unsigned long zone_type,
3133                                                 unsigned long *zholes_size)
3134 {
3135         if (!zholes_size)
3136                 return 0;
3137
3138         return zholes_size[zone_type];
3139 }
3140
3141 #endif
3142
3143 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3144                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3145 {
3146         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3147         enum zone_type i;
3148
3149         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3150                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3151                                                                 zones_size);
3152         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3153
3154         realtotalpages = totalpages;
3155         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3156                 realtotalpages -=
3157                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3158                                                                 zholes_size);
3159         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3160         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3161                                                         realtotalpages);
3162 }
3163
3164 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3165 /*
3166  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3167  * Start by making sure zonesize is a multiple of MAX_ORDER-1 by rounding up
3168  * Then figure 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per MAX_ORDER-1, finally
3169  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3170  * bytes.
3171  */
3172 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3173 {
3174         unsigned long usemapsize;
3175
3176         usemapsize = roundup(zonesize, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3177         usemapsize = usemapsize >> (MAX_ORDER-1);
3178         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3179         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3180
3181         return usemapsize / 8;
3182 }
3183
3184 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3185                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3186 {
3187         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3188         zone->pageblock_flags = NULL;
3189         if (usemapsize) {
3190                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3191                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3192         }
3193 }
3194 #else
3195 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3196                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3197 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3198
3199 /*
3200  * Set up the zone data structures:
3201  *   - mark all pages reserved
3202  *   - mark all memory queues empty
3203  *   - clear the memory bitmaps
3204  */
3205 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3206                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3207 {
3208         enum zone_type j;
3209         int nid = pgdat->node_id;
3210         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3211         int ret;
3212
3213         pgdat_resize_init(pgdat);
3214         pgdat->nr_zones = 0;
3215         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3216         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3217         
3218         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3219                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3220                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3221
3222                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3223                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3224                                                                 zholes_size);
3225
3226                 /*
3227                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3228                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3229                  * and per-cpu initialisations
3230                  */
3231                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3232                 if (realsize >= memmap_pages) {
3233                         realsize -= memmap_pages;
3234                         printk(KERN_DEBUG
3235                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3236                                 zone_names[j], memmap_pages);
3237                 } else
3238                         printk(KERN_WARNING
3239                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3240                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3241
3242                 /* Account for reserved pages */
3243                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3244                         realsize -= dma_reserve;
3245                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3246                                         zone_names[0], dma_reserve);
3247                 }
3248
3249                 if (!is_highmem_idx(j))
3250                         nr_kernel_pages += realsize;
3251                 nr_all_pages += realsize;
3252
3253                 zone->spanned_pages = size;
3254                 zone->present_pages = realsize;
3255 #ifdef CONFIG_NUMA
3256                 zone->node = nid;
3257                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3258                                                 / 100;
3259                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3260 #endif
3261                 zone->name = zone_names[j];
3262                 spin_lock_init(&zone->lock);
3263                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3264                 zone_seqlock_init(zone);
3265                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3266
3267                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3268
3269                 zone_pcp_init(zone);
3270                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
3271                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
3272                 zone->nr_scan_active = 0;
3273                 zone->nr_scan_inactive = 0;
3274                 zap_zone_vm_stats(zone);
3275                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
3276                 if (!size)
3277                         continue;
3278
3279                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3280                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3281                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3282                 BUG_ON(ret);
3283                 zone_start_pfn += size;
3284         }
3285 }
3286
3287 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3288 {
3289         /* Skip empty nodes */
3290         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3291                 return;
3292
3293 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3294         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3295         if (!pgdat->node_mem_map) {
3296                 unsigned long size, start, end;
3297                 struct page *map;
3298
3299                 /*
3300                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3301                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3302                  * for the buddy allocator to function correctly.
3303                  */
3304                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3305                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3306                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3307                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3308                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3309                 if (!map)
3310                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3311                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3312         }
3313 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3314         /*
3315          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3316          */
3317         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3318                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3319 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3320                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3321                         mem_map -= pgdat->node_start_pfn;
3322 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3323         }
3324 #endif
3325 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3326 }
3327
3328 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
3329                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
3330                 unsigned long *zholes_size)
3331 {
3332         pgdat->node_id = nid;
3333         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3334         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3335
3336         alloc_node_mem_map(pgdat);
3337
3338         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3339 }
3340
3341 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3342
3343 #if MAX_NUMNODES > 1
3344 /*
3345  * Figure out the number of possible node ids.
3346  */
3347 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3348 {
3349         unsigned int node;
3350         unsigned int highest = 0;
3351
3352         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3353                 highest = node;
3354         nr_node_ids = highest + 1;
3355 }
3356 #else
3357 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3358 {
3359 }
3360 #endif
3361
3362 /**
3363  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3364  * @nid: The node ID the range resides on
3365  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3366  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3367  *
3368  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3369  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3370  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3371  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3372  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3373  */
3374 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3375                                                 unsigned long end_pfn)
3376 {
3377         int i;
3378
3379         printk(KERN_DEBUG "Entering add_active_range(%d, %lu, %lu) "
3380                           "%d entries of %d used\n",
3381                           nid, start_pfn, end_pfn,
3382                           nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3383
3384         /* Merge with existing active regions if possible */
3385         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3386                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3387                         continue;
3388
3389                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3390                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3391                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3392                         return;
3393
3394                 /* Merge forward if suitable */
3395                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3396                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3397                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3398                         return;
3399                 }
3400
3401                 /* Merge backward if suitable */
3402                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3403                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3404                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3405                         return;
3406                 }
3407         }
3408
3409         /* Check that early_node_map is large enough */
3410         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3411                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3412                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3413                 return;
3414         }
3415
3416         early_node_map[i].nid = nid;
3417         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3418         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3419         nr_nodemap_entries = i + 1;
3420 }
3421
3422 /**
3423  * shrink_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3424  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3425  * @old_end_pfn: The old end PFN of the range
3426  * @new_end_pfn: The new PFN of the range
3427  *
3428  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3429  * The map is kept at the end physical page range that has already been
3430  * registered with add_active_range(). This function allows an arch to shrink
3431  * an existing registered range.
3432  */
3433 void __init shrink_active_range(unsigned int nid, unsigned long old_end_pfn,
3434                                                 unsigned long new_end_pfn)
3435 {
3436         int i;
3437
3438         /* Find the old active region end and shrink */
3439         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3440                 if (early_node_map[i].end_pfn == old_end_pfn) {
3441                         early_node_map[i].end_pfn = new_end_pfn;
3442                         break;
3443                 }
3444 }
3445
3446 /**
3447  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3448  *
3449  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3450  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3451  * all currently registered regions.
3452  */
3453 void __init remove_all_active_ranges(void)
3454 {
3455         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3456         nr_nodemap_entries = 0;
3457 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3458         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3459         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3460 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3461 }
3462
3463 /* Compare two active node_active_regions */
3464 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3465 {
3466         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3467         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3468
3469         /* Done this way to avoid overflows */
3470         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3471                 return 1;
3472         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3473                 return -1;
3474
3475         return 0;
3476 }
3477
3478 /* sort the node_map by start_pfn */
3479 static void __init sort_node_map(void)
3480 {
3481         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3482                         sizeof(struct node_active_region),
3483                         cmp_node_active_region, NULL);
3484 }
3485
3486 /* Find the lowest pfn for a node */
3487 unsigned long __init find_min_pfn_for_node(unsigned long nid)
3488 {
3489         int i;
3490         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3491
3492         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3493         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3494                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3495
3496         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3497                 printk(KERN_WARNING
3498                         "Could not find start_pfn for node %lu\n", nid);
3499                 return 0;
3500         }
3501
3502         return min_pfn;
3503 }
3504
3505 /**
3506  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3507  *
3508  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3509  * add_active_range().
3510  */
3511 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3512 {
3513         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3514 }
3515
3516 /**
3517  * find_max_pfn_with_active_regions - Find the maximum PFN registered
3518  *
3519  * It returns the maximum PFN based on information provided via
3520  * add_active_range().
3521  */
3522 unsigned long __init find_max_pfn_with_active_regions(void)
3523 {
3524         int i;
3525         unsigned long max_pfn = 0;
3526
3527         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3528                 max_pfn = max(max_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3529
3530         return max_pfn;
3531 }
3532
3533 /*
3534  * early_calculate_totalpages()
3535  * Sum pages in active regions for movable zone.
3536  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3537  */
3538 unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3539 {
3540         int i;
3541         unsigned long totalpages = 0;
3542
3543         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3544                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3545                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3546                 totalpages += pages;
3547                 if (pages)
3548                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3549         }
3550         return totalpages;
3551 }
3552
3553 /*
3554  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3555  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3556  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3557  * others
3558  */
3559 void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3560 {
3561         int i, nid;
3562         unsigned long usable_startpfn;
3563         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3564         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3565         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3566
3567         /*
3568          * If movablecore was specified, calculate what size of
3569          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3570          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3571          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3572          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3573          * what movablecore would have allowed.
3574          */
3575         if (required_movablecore) {
3576                 unsigned long corepages;
3577
3578                 /*
3579                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3580                  * was requested by the user
3581                  */
3582                 required_movablecore =
3583                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3584                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3585
3586                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3587         }
3588
3589         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3590         if (!required_kernelcore)
3591                 return;
3592
3593         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3594         find_usable_zone_for_movable();
3595         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3596
3597 restart:
3598         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3599         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3600         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3601                 /*
3602                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3603                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3604                  * amount of memory for the kernel
3605                  */
3606                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3607                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3608
3609                 /*
3610                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3611                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3612                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3613                  */
3614                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3615
3616                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3617                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3618                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3619                         unsigned long size_pages;
3620
3621                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3622                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3623                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3624                         if (start_pfn >= end_pfn)
3625                                 continue;
3626
3627                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3628                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3629                                 unsigned long kernel_pages;
3630                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3631                                                                 - start_pfn;
3632
3633                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3634                                                         kernelcore_remaining);
3635                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3636                                                         required_kernelcore);
3637
3638                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3639                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3640
3641                                         /*
3642                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3643                                          * that if we have to rebalance
3644                                          * kernelcore across nodes, we will
3645                                          * not double account here
3646                                          */
3647                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3648                                         continue;
3649                                 }
3650                                 start_pfn = usable_startpfn;
3651                         }
3652
3653                         /*
3654                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3655                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3656                          * number of pages used as kernelcore
3657                          */
3658                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3659                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3660                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3661                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3662
3663                         /*
3664                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3665                          * break if the kernelcore for this node has been
3666                          * satisified
3667                          */
3668                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3669                                                                 size_pages);
3670                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3671                         if (!kernelcore_remaining)
3672                                 break;
3673                 }
3674         }
3675
3676         /*
3677          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3678          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3679          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3680          * satisified
3681          */
3682         usable_nodes--;
3683         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
3684                 goto restart;
3685
3686         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
3687         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
3688                 zone_movable_pfn[nid] =
3689                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
3690 }
3691
3692 /* Any regular memory on that node ? */
3693 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
3694 {
3695 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
3696         enum zone_type zone_type;
3697
3698         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
3699                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
3700                 if (zone->present_pages)
3701                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
3702         }
3703 #endif
3704 }
3705
3706 /**
3707  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3708  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
3709  *
3710  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
3711  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
3712  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
3713  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
3714  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
3715  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
3716  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
3717  * at arch_max_dma_pfn.
3718  */
3719 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
3720 {
3721         unsigned long nid;
3722         enum zone_type i;
3723
3724         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
3725         sort_node_map();
3726
3727         /* Record where the zone boundaries are */
3728         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
3729                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
3730         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
3731                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
3732         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
3733         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
3734         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3735                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3736                         continue;
3737                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
3738                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
3739                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
3740                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
3741         }
3742         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3743         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3744
3745         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
3746         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
3747         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
3748
3749         /* Print out the zone ranges */
3750         printk("Zone PFN ranges:\n");
3751         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3752                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3753                         continue;
3754                 printk("  %-8s %8lu -> %8lu\n",
3755                                 zone_names[i],
3756                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
3757                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
3758         }
3759
3760         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
3761         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
3762         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
3763                 if (zone_movable_pfn[i])
3764                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
3765         }
3766
3767         /* Print out the early_node_map[] */
3768         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
3769         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3770                 printk("  %3d: %8lu -> %8lu\n", early_node_map[i].nid,
3771                                                 early_node_map[i].start_pfn,
3772                                                 early_node_map[i].end_pfn);
3773
3774         /* Initialise every node */
3775         setup_nr_node_ids();
3776         for_each_online_node(nid) {
3777                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3778                 free_area_init_node(nid, pgdat, NULL,
3779                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
3780
3781                 /* Any memory on that node */
3782                 if (pgdat->node_present_pages)
3783                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
3784                 check_for_regular_memory(pgdat);
3785         }
3786 }
3787
3788 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
3789 {
3790         unsigned long long coremem;
3791         if (!p)
3792                 return -EINVAL;
3793
3794         coremem = memparse(p, &p);
3795         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
3796
3797         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
3798         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
3799
3800         return 0;
3801 }
3802
3803 /*
3804  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
3805  * cannot be reclaimed or migrated.
3806  */
3807 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
3808 {
3809         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
3810 }
3811
3812 /*
3813  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
3814  * can be reclaimed or migrated.
3815  */
3816 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
3817 {
3818         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
3819 }
3820
3821 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
3822 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
3823
3824 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3825
3826 /**
3827  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
3828  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
3829  *
3830  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
3831  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
3832  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
3833  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
3834  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
3835  * smaller per-cpu batchsize.
3836  */
3837 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
3838 {
3839         dma_reserve = new_dma_reserve;
3840 }
3841
3842 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3843 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
3844 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
3845
3846 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
3847 #endif
3848
3849 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
3850 {
3851         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
3852                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
3853 }
3854
3855 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3856                                  unsigned long action, void *hcpu)
3857 {
3858         int cpu = (unsigned long)hcpu;
3859
3860         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
3861                 local_irq_disable();
3862                 __drain_pages(cpu);
3863                 vm_events_fold_cpu(cpu);
3864                 local_irq_enable();
3865                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
3866         }
3867         return NOTIFY_OK;
3868 }
3869
3870 void __init page_alloc_init(void)
3871 {
3872         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
3873 }
3874
3875 /*
3876  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
3877  *      or min_free_kbytes changes.
3878  */
3879 static void calculate_totalreserve_pages(void)
3880 {
3881         struct pglist_data *pgdat;
3882         unsigned long reserve_pages = 0;
3883         enum zone_type i, j;
3884
3885         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3886                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3887                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3888                         unsigned long max = 0;
3889
3890                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
3891                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3892                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
3893                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
3894                         }
3895
3896                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
3897                         max += zone->pages_high;
3898
3899                         if (max > zone->present_pages)
3900                                 max = zone->present_pages;
3901                         reserve_pages += max;
3902                 }
3903         }
3904         totalreserve_pages = reserve_pages;
3905 }
3906
3907 /*
3908  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
3909  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
3910  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
3911  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
3912  */
3913 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
3914 {
3915         struct pglist_data *pgdat;
3916         enum zone_type j, idx;
3917
3918         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3919                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3920                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3921                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
3922
3923                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
3924
3925                         idx = j;
3926                         while (idx) {
3927                                 struct zone *lower_zone;
3928
3929                                 idx--;
3930
3931                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
3932                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
3933
3934                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
3935                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
3936                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
3937                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
3938                         }
3939                 }
3940         }
3941
3942         /* update totalreserve_pages */
3943         calculate_totalreserve_pages();
3944 }
3945
3946 /**
3947  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
3948  *
3949  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
3950  * with respect to min_free_kbytes.
3951  */
3952 void setup_per_zone_pages_min(void)
3953 {
3954         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
3955         unsigned long lowmem_pages = 0;
3956         struct zone *zone;
3957         unsigned long flags;
3958
3959         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
3960         for_each_zone(zone) {
3961                 if (!is_highmem(zone))
3962                         lowmem_pages += zone->present_pages;
3963         }
3964
3965         for_each_zone(zone) {
3966                 u64 tmp;
3967
3968                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3969                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
3970                 do_div(tmp, lowmem_pages);
3971                 if (is_highmem(zone)) {
3972                         /*
3973                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
3974                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
3975                          * value here.
3976                          *
3977                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
3978                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
3979                          * not be capped for highmem.
3980                          */
3981                         int min_pages;
3982
3983                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
3984                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
3985                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
3986                         if (min_pages > 128)
3987                                 min_pages = 128;
3988                         zone->pages_min = min_pages;
3989                 } else {
3990                         /*
3991                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
3992                          * proportionate to the zone's size.
3993                          */
3994                         zone->pages_min = tmp;
3995                 }
3996
3997                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
3998                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
3999                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4000         }
4001
4002         /* update totalreserve_pages */
4003         calculate_totalreserve_pages();
4004 }
4005
4006 /*
4007  * Initialise min_free_kbytes.
4008  *
4009  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4010  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4011  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4012  *
4013  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4014  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4015  *
4016  * which yields
4017  *
4018  * 16MB:        512k
4019  * 32MB:        724k
4020  * 64MB:        1024k
4021  * 128MB:       1448k
4022  * 256MB:       2048k
4023  * 512MB:       2896k
4024  * 1024MB:      4096k
4025  * 2048MB:      5792k
4026  * 4096MB:      8192k
4027  * 8192MB:      11584k
4028  * 16384MB:     16384k
4029  */
4030 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4031 {
4032         unsigned long lowmem_kbytes;
4033
4034         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4035
4036         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4037         if (min_free_kbytes < 128)
4038                 min_free_kbytes = 128;
4039         if (min_free_kbytes > 65536)
4040                 min_free_kbytes = 65536;
4041         setup_per_zone_pages_min();
4042         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4043         return 0;
4044 }
4045 module_init(init_per_zone_pages_min)
4046
4047 /*
4048  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4049  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4050  *      changes.
4051  */
4052 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4053         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4054 {
4055         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4056         if (write)
4057                 setup_per_zone_pages_min();
4058         return 0;
4059 }
4060
4061 #ifdef CONFIG_NUMA
4062 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4063         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4064 {
4065         struct zone *zone;
4066         int rc;
4067
4068         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4069         if (rc)
4070                 return rc;
4071
4072         for_each_zone(zone)
4073                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4074                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4075         return 0;
4076 }
4077
4078 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4079         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4080 {
4081         struct zone *zone;
4082         int rc;
4083
4084         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4085         if (rc)
4086                 return rc;
4087
4088         for_each_zone(zone)
4089                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4090                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4091         return 0;
4092 }
4093 #endif
4094
4095 /*
4096  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4097  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4098  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4099  *
4100  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4101  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4102  * if in function of the boot time zone sizes.
4103  */
4104 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4105         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4106 {
4107         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4108         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4109         return 0;
4110 }
4111
4112 /*
4113  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4114  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4115  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4116  */
4117
4118 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4119         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4120 {
4121         struct zone *zone;
4122         unsigned int cpu;
4123         int ret;
4124
4125         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4126         if (!write || (ret == -EINVAL))
4127                 return ret;
4128         for_each_zone(zone) {
4129                 for_each_online_cpu(cpu) {
4130                         unsigned long  high;
4131                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4132                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4133                 }
4134         }
4135         return 0;
4136 }
4137
4138 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4139
4140 #ifdef CONFIG_NUMA
4141 static int __init set_hashdist(char *str)
4142 {
4143         if (!str)
4144                 return 0;
4145         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4146         return 1;
4147 }
4148 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4149 #endif
4150
4151 /*
4152  * allocate a large system hash table from bootmem
4153  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4154  *   quantity of entries
4155  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4156  */
4157 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4158                                      unsigned long bucketsize,
4159                                      unsigned long numentries,
4160                                      int scale,
4161                                      int flags,
4162                                      unsigned int *_hash_shift,
4163                                      unsigned int *_hash_mask,
4164                                      unsigned long limit)
4165 {
4166         unsigned long long max = limit;
4167         unsigned long log2qty, size;
4168         void *table = NULL;
4169
4170         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4171         if (!numentries) {
4172                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4173                 numentries = nr_kernel_pages;
4174                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4175                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4176                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4177
4178                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4179                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4180                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4181                 else
4182                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4183
4184                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4185                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4186                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4187         }
4188         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4189
4190         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4191         if (max == 0) {
4192                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4193                 do_div(max, bucketsize);
4194         }
4195
4196         if (numentries > max)
4197                 numentries = max;
4198
4199         log2qty = ilog2(numentries);
4200
4201         do {
4202                 size = bucketsize << log2qty;
4203                 if (flags & HASH_EARLY)
4204                         table = alloc_bootmem(size);
4205                 else if (hashdist)
4206                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4207                 else {
4208                         unsigned long order;
4209                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
4210                                 ;
4211                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
4212                         /*
4213                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4214                          * some pages at the end of hash table.
4215                          */
4216                         if (table) {
4217                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4218                                                 (PAGE_SIZE << order);
4219                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4220                                                 PAGE_ALIGN(size);
4221                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4222                                 while (used < alloc_end) {
4223                                         free_page(used);
4224                                         used += PAGE_SIZE;
4225                                 }
4226                         }
4227                 }
4228         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4229
4230         if (!table)
4231                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4232
4233         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4234                tablename,
4235                (1U << log2qty),
4236                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4237                size);
4238
4239         if (_hash_shift)
4240                 *_hash_shift = log2qty;
4241         if (_hash_mask)
4242                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4243
4244         return table;
4245 }
4246
4247 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
4248 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
4249 {
4250         return __pfn_to_page(pfn);
4251 }
4252 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
4253 {
4254         return __page_to_pfn(page);
4255 }
4256 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
4257 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
4258 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
4259
4260 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4261 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4262                                                         unsigned long pfn)
4263 {
4264 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4265         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4266 #else
4267         return zone->pageblock_flags;
4268 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4269 }
4270
4271 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4272 {
4273 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4274         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4275         return (pfn >> (MAX_ORDER-1)) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4276 #else
4277         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4278         return (pfn >> (MAX_ORDER-1)) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4279 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4280 }
4281
4282 /**
4283  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the MAX_ORDER_NR_PAGES block of pages
4284  * @page: The page within the block of interest
4285  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4286  * @end_bitidx: The last bit of interest
4287  * returns pageblock_bits flags
4288  */
4289 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4290                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4291 {
4292         struct zone *zone;
4293         unsigned long *bitmap;
4294         unsigned long pfn, bitidx;
4295         unsigned long flags = 0;
4296         unsigned long value = 1;
4297
4298         zone = page_zone(page);
4299         pfn = page_to_pfn(page);
4300         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4301         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4302
4303         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4304                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4305                         flags |= value;
4306
4307         return flags;
4308 }
4309
4310 /**
4311  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a MAX_ORDER_NR_PAGES block of pages
4312  * @page: The page within the block of interest
4313  * @start_bitidx: The first bit of interest
4314  * @end_bitidx: The last bit of interest
4315  * @flags: The flags to set
4316  */
4317 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4318                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4319 {
4320         struct zone *zone;
4321         unsigned long *bitmap;
4322         unsigned long pfn, bitidx;
4323         unsigned long value = 1;
4324
4325         zone = page_zone(page);
4326         pfn = page_to_pfn(page);
4327         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4328         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4329
4330         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4331                 if (flags & value)
4332                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4333                 else
4334                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4335 }