Merge branch 'cpumask-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/oom.h>
32 #include <linux/notifier.h>
33 #include <linux/topology.h>
34 #include <linux/sysctl.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/memory_hotplug.h>
38 #include <linux/nodemask.h>
39 #include <linux/vmalloc.h>
40 #include <linux/mempolicy.h>
41 #include <linux/stop_machine.h>
42 #include <linux/sort.h>
43 #include <linux/pfn.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/fault-inject.h>
46 #include <linux/page-isolation.h>
47 #include <linux/page_cgroup.h>
48 #include <linux/debugobjects.h>
49
50 #include <asm/tlbflush.h>
51 #include <asm/div64.h>
52 #include "internal.h"
53
54 /*
55  * Array of node states.
56  */
57 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
58         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
59         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
60 #ifndef CONFIG_NUMA
61         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
62 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
63         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
64 #endif
65         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
66 #endif  /* NUMA */
67 };
68 EXPORT_SYMBOL(node_states);
69
70 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
71 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
72 unsigned long highest_memmap_pfn __read_mostly;
73 int percpu_pagelist_fraction;
74
75 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
76 int pageblock_order __read_mostly;
77 #endif
78
79 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
80
81 /*
82  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
83  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
84  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
85  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
86  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
87  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
88  *
89  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
90  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
91  */
92 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
93 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
94          256,
95 #endif
96 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
97          256,
98 #endif
99 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
100          32,
101 #endif
102          32,
103 };
104
105 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
106
107 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
108 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
109          "DMA",
110 #endif
111 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
112          "DMA32",
113 #endif
114          "Normal",
115 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
116          "HighMem",
117 #endif
118          "Movable",
119 };
120
121 int min_free_kbytes = 1024;
122
123 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
124 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
125 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
126
127 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
128   /*
129    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
130    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
131    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
132    * so the number of times add_active_range() can be called is
133    * related to the number of nodes and the number of holes
134    */
135   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
136     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
137     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
138   #else
139     #if MAX_NUMNODES >= 32
140       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
141       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
142     #else
143       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
144       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
145     #endif
146   #endif
147
148   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
149   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
150   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
151   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
152 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
153   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
154   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
155 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
156   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
157   static unsigned long __initdata required_movablecore;
158   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
159
160   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
161   int movable_zone;
162   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
163 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
164
165 #if MAX_NUMNODES > 1
166 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
167 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
168 #endif
169
170 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
171
172 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
173 {
174         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
175                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
176 }
177
178 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
179 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
180 {
181         int ret = 0;
182         unsigned seq;
183         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
184
185         do {
186                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
187                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
188                         ret = 1;
189                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
190                         ret = 1;
191         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
192
193         return ret;
194 }
195
196 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
197 {
198         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
199                 return 0;
200         if (zone != page_zone(page))
201                 return 0;
202
203         return 1;
204 }
205 /*
206  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
207  */
208 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
209 {
210         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
211                 return 1;
212         if (!page_is_consistent(zone, page))
213                 return 1;
214
215         return 0;
216 }
217 #else
218 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
219 {
220         return 0;
221 }
222 #endif
223
224 static void bad_page(struct page *page)
225 {
226         static unsigned long resume;
227         static unsigned long nr_shown;
228         static unsigned long nr_unshown;
229
230         /*
231          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
232          * or allow a steady drip of one report per second.
233          */
234         if (nr_shown == 60) {
235                 if (time_before(jiffies, resume)) {
236                         nr_unshown++;
237                         goto out;
238                 }
239                 if (nr_unshown) {
240                         printk(KERN_ALERT
241                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
242                                 nr_unshown);
243                         nr_unshown = 0;
244                 }
245                 nr_shown = 0;
246         }
247         if (nr_shown++ == 0)
248                 resume = jiffies + 60 * HZ;
249
250         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
251                 current->comm, page_to_pfn(page));
252         printk(KERN_ALERT
253                 "page:%p flags:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%lx\n",
254                 page, (void *)page->flags, page_count(page),
255                 page_mapcount(page), page->mapping, page->index);
256
257         dump_stack();
258 out:
259         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
260         __ClearPageBuddy(page);
261         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
262 }
263
264 /*
265  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
266  *
267  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
268  *
269  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
270  *
271  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
272  * the head page (even the head page has this).
273  *
274  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
275  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
276  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
277  */
278
279 static void free_compound_page(struct page *page)
280 {
281         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
282 }
283
284 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
285 {
286         int i;
287         int nr_pages = 1 << order;
288
289         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
290         set_compound_order(page, order);
291         __SetPageHead(page);
292         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
293                 struct page *p = page + i;
294
295                 __SetPageTail(p);
296                 p->first_page = page;
297         }
298 }
299
300 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
301 void prep_compound_gigantic_page(struct page *page, unsigned long order)
302 {
303         int i;
304         int nr_pages = 1 << order;
305         struct page *p = page + 1;
306
307         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
308         set_compound_order(page, order);
309         __SetPageHead(page);
310         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p = mem_map_next(p, page, i)) {
311                 __SetPageTail(p);
312                 p->first_page = page;
313         }
314 }
315 #endif
316
317 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
318 {
319         int i;
320         int nr_pages = 1 << order;
321         int bad = 0;
322
323         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
324             unlikely(!PageHead(page))) {
325                 bad_page(page);
326                 bad++;
327         }
328
329         __ClearPageHead(page);
330
331         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
332                 struct page *p = page + i;
333
334                 if (unlikely(!PageTail(p) | (p->first_page != page))) {
335                         bad_page(page);
336                         bad++;
337                 }
338                 __ClearPageTail(p);
339         }
340
341         return bad;
342 }
343
344 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
345 {
346         int i;
347
348         /*
349          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
350          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
351          */
352         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
353         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
354                 clear_highpage(page + i);
355 }
356
357 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
358 {
359         set_page_private(page, order);
360         __SetPageBuddy(page);
361 }
362
363 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
364 {
365         __ClearPageBuddy(page);
366         set_page_private(page, 0);
367 }
368
369 /*
370  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
371  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
372  *
373  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
374  * the following equation:
375  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
376  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
377  * 1 buddy is #10:
378  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
379  *
380  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
381  * satisfies the following equation:
382  *     P = B & ~(1 << O)
383  *
384  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
385  */
386 static inline struct page *
387 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
388 {
389         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
390
391         return page + (buddy_idx - page_idx);
392 }
393
394 static inline unsigned long
395 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
396 {
397         return (page_idx & ~(1 << order));
398 }
399
400 /*
401  * This function checks whether a page is free && is the buddy
402  * we can do coalesce a page and its buddy if
403  * (a) the buddy is not in a hole &&
404  * (b) the buddy is in the buddy system &&
405  * (c) a page and its buddy have the same order &&
406  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
407  *
408  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
409  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
410  *
411  * For recording page's order, we use page_private(page).
412  */
413 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
414                                                                 int order)
415 {
416         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
417                 return 0;
418
419         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
420                 return 0;
421
422         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
423                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
424                 return 1;
425         }
426         return 0;
427 }
428
429 /*
430  * Freeing function for a buddy system allocator.
431  *
432  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
433  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
434  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
435  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
436  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
437  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
438  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
439  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
440  * parts of the VM system.
441  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
442  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
443  * order is recorded in page_private(page) field.
444  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
445  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
446  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
447  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
448  * triggers coalescing into a block of larger size.            
449  *
450  * -- wli
451  */
452
453 static inline void __free_one_page(struct page *page,
454                 struct zone *zone, unsigned int order)
455 {
456         unsigned long page_idx;
457         int order_size = 1 << order;
458         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
459
460         if (unlikely(PageCompound(page)))
461                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
462                         return;
463
464         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
465
466         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
467         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
468
469         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
470         while (order < MAX_ORDER-1) {
471                 unsigned long combined_idx;
472                 struct page *buddy;
473
474                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
475                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
476                         break;
477
478                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
479                 list_del(&buddy->lru);
480                 zone->free_area[order].nr_free--;
481                 rmv_page_order(buddy);
482                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
483                 page = page + (combined_idx - page_idx);
484                 page_idx = combined_idx;
485                 order++;
486         }
487         set_page_order(page, order);
488         list_add(&page->lru,
489                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
490         zone->free_area[order].nr_free++;
491 }
492
493 static inline int free_pages_check(struct page *page)
494 {
495         free_page_mlock(page);
496         if (unlikely(page_mapcount(page) |
497                 (page->mapping != NULL)  |
498                 (page_count(page) != 0)  |
499                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE))) {
500                 bad_page(page);
501                 return 1;
502         }
503         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
504                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
505         return 0;
506 }
507
508 /*
509  * Frees a list of pages. 
510  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
511  * count is the number of pages to free.
512  *
513  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
514  * see if this freeing clears that state.
515  *
516  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
517  * pinned" detection logic.
518  */
519 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
520                                         struct list_head *list, int order)
521 {
522         spin_lock(&zone->lock);
523         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
524         zone->pages_scanned = 0;
525         while (count--) {
526                 struct page *page;
527
528                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
529                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
530                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
531                 list_del(&page->lru);
532                 __free_one_page(page, zone, order);
533         }
534         spin_unlock(&zone->lock);
535 }
536
537 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
538 {
539         spin_lock(&zone->lock);
540         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
541         zone->pages_scanned = 0;
542         __free_one_page(page, zone, order);
543         spin_unlock(&zone->lock);
544 }
545
546 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
547 {
548         unsigned long flags;
549         int i;
550         int bad = 0;
551
552         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
553                 bad += free_pages_check(page + i);
554         if (bad)
555                 return;
556
557         if (!PageHighMem(page)) {
558                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
559                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
560                                            PAGE_SIZE << order);
561         }
562         arch_free_page(page, order);
563         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
564
565         local_irq_save(flags);
566         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
567         free_one_page(page_zone(page), page, order);
568         local_irq_restore(flags);
569 }
570
571 /*
572  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
573  */
574 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
575 {
576         if (order == 0) {
577                 __ClearPageReserved(page);
578                 set_page_count(page, 0);
579                 set_page_refcounted(page);
580                 __free_page(page);
581         } else {
582                 int loop;
583
584                 prefetchw(page);
585                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
586                         struct page *p = &page[loop];
587
588                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
589                                 prefetchw(p + 1);
590                         __ClearPageReserved(p);
591                         set_page_count(p, 0);
592                 }
593
594                 set_page_refcounted(page);
595                 __free_pages(page, order);
596         }
597 }
598
599
600 /*
601  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
602  * Please do not alter this order without good reasons and regression
603  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
604  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
605  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
606  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
607  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
608  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
609  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
610  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
611  *
612  * -- wli
613  */
614 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
615         int low, int high, struct free_area *area,
616         int migratetype)
617 {
618         unsigned long size = 1 << high;
619
620         while (high > low) {
621                 area--;
622                 high--;
623                 size >>= 1;
624                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
625                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
626                 area->nr_free++;
627                 set_page_order(&page[size], high);
628         }
629 }
630
631 /*
632  * This page is about to be returned from the page allocator
633  */
634 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
635 {
636         if (unlikely(page_mapcount(page) |
637                 (page->mapping != NULL)  |
638                 (page_count(page) != 0)  |
639                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP))) {
640                 bad_page(page);
641                 return 1;
642         }
643
644         set_page_private(page, 0);
645         set_page_refcounted(page);
646
647         arch_alloc_page(page, order);
648         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
649
650         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
651                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
652
653         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
654                 prep_compound_page(page, order);
655
656         return 0;
657 }
658
659 /*
660  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
661  * the smallest available page from the freelists
662  */
663 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
664                                                 int migratetype)
665 {
666         unsigned int current_order;
667         struct free_area * area;
668         struct page *page;
669
670         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
671         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
672                 area = &(zone->free_area[current_order]);
673                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
674                         continue;
675
676                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
677                                                         struct page, lru);
678                 list_del(&page->lru);
679                 rmv_page_order(page);
680                 area->nr_free--;
681                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
682                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
683                 return page;
684         }
685
686         return NULL;
687 }
688
689
690 /*
691  * This array describes the order lists are fallen back to when
692  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
693  */
694 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
695         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
696         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
697         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
698         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
699 };
700
701 /*
702  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
703  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
704  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
705  */
706 static int move_freepages(struct zone *zone,
707                           struct page *start_page, struct page *end_page,
708                           int migratetype)
709 {
710         struct page *page;
711         unsigned long order;
712         int pages_moved = 0;
713
714 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
715         /*
716          * page_zone is not safe to call in this context when
717          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
718          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
719          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
720          * grouping pages by mobility
721          */
722         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
723 #endif
724
725         for (page = start_page; page <= end_page;) {
726                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
727                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
728
729                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
730                         page++;
731                         continue;
732                 }
733
734                 if (!PageBuddy(page)) {
735                         page++;
736                         continue;
737                 }
738
739                 order = page_order(page);
740                 list_del(&page->lru);
741                 list_add(&page->lru,
742                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
743                 page += 1 << order;
744                 pages_moved += 1 << order;
745         }
746
747         return pages_moved;
748 }
749
750 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
751                                 int migratetype)
752 {
753         unsigned long start_pfn, end_pfn;
754         struct page *start_page, *end_page;
755
756         start_pfn = page_to_pfn(page);
757         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
758         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
759         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
760         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
761
762         /* Do not cross zone boundaries */
763         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
764                 start_page = page;
765         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
766                 return 0;
767
768         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
769 }
770
771 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
772 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
773                                                 int start_migratetype)
774 {
775         struct free_area * area;
776         int current_order;
777         struct page *page;
778         int migratetype, i;
779
780         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
781         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
782                                                 --current_order) {
783                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
784                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
785
786                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
787                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
788                                 continue;
789
790                         area = &(zone->free_area[current_order]);
791                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
792                                 continue;
793
794                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
795                                         struct page, lru);
796                         area->nr_free--;
797
798                         /*
799                          * If breaking a large block of pages, move all free
800                          * pages to the preferred allocation list. If falling
801                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
802                          * agressive about taking ownership of free pages
803                          */
804                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
805                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
806                                 unsigned long pages;
807                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
808                                                                 start_migratetype);
809
810                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
811                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
812                                         set_pageblock_migratetype(page,
813                                                                 start_migratetype);
814
815                                 migratetype = start_migratetype;
816                         }
817
818                         /* Remove the page from the freelists */
819                         list_del(&page->lru);
820                         rmv_page_order(page);
821                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
822                                                         -(1UL << order));
823
824                         if (current_order == pageblock_order)
825                                 set_pageblock_migratetype(page,
826                                                         start_migratetype);
827
828                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
829                         return page;
830                 }
831         }
832
833         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
834         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
835 }
836
837 /*
838  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
839  * Call me with the zone->lock already held.
840  */
841 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
842                                                 int migratetype)
843 {
844         struct page *page;
845
846         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
847
848         if (unlikely(!page))
849                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
850
851         return page;
852 }
853
854 /* 
855  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
856  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
857  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
858  */
859 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
860                         unsigned long count, struct list_head *list,
861                         int migratetype)
862 {
863         int i;
864         
865         spin_lock(&zone->lock);
866         for (i = 0; i < count; ++i) {
867                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
868                 if (unlikely(page == NULL))
869                         break;
870
871                 /*
872                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
873                  * in physical page order. The page is added to the callers and
874                  * list and the list head then moves forward. From the callers
875                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
876                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
877                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
878                  * properly.
879                  */
880                 list_add(&page->lru, list);
881                 set_page_private(page, migratetype);
882                 list = &page->lru;
883         }
884         spin_unlock(&zone->lock);
885         return i;
886 }
887
888 #ifdef CONFIG_NUMA
889 /*
890  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
891  * currently executing processor on remote nodes after they have
892  * expired.
893  *
894  * Note that this function must be called with the thread pinned to
895  * a single processor.
896  */
897 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
898 {
899         unsigned long flags;
900         int to_drain;
901
902         local_irq_save(flags);
903         if (pcp->count >= pcp->batch)
904                 to_drain = pcp->batch;
905         else
906                 to_drain = pcp->count;
907         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
908         pcp->count -= to_drain;
909         local_irq_restore(flags);
910 }
911 #endif
912
913 /*
914  * Drain pages of the indicated processor.
915  *
916  * The processor must either be the current processor and the
917  * thread pinned to the current processor or a processor that
918  * is not online.
919  */
920 static void drain_pages(unsigned int cpu)
921 {
922         unsigned long flags;
923         struct zone *zone;
924
925         for_each_zone(zone) {
926                 struct per_cpu_pageset *pset;
927                 struct per_cpu_pages *pcp;
928
929                 if (!populated_zone(zone))
930                         continue;
931
932                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
933
934                 pcp = &pset->pcp;
935                 local_irq_save(flags);
936                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
937                 pcp->count = 0;
938                 local_irq_restore(flags);
939         }
940 }
941
942 /*
943  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
944  */
945 void drain_local_pages(void *arg)
946 {
947         drain_pages(smp_processor_id());
948 }
949
950 /*
951  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
952  */
953 void drain_all_pages(void)
954 {
955         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
956 }
957
958 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
959
960 void mark_free_pages(struct zone *zone)
961 {
962         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
963         unsigned long flags;
964         int order, t;
965         struct list_head *curr;
966
967         if (!zone->spanned_pages)
968                 return;
969
970         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
971
972         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
973         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
974                 if (pfn_valid(pfn)) {
975                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
976
977                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
978                                 swsusp_unset_page_free(page);
979                 }
980
981         for_each_migratetype_order(order, t) {
982                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
983                         unsigned long i;
984
985                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
986                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
987                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
988                 }
989         }
990         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
991 }
992 #endif /* CONFIG_PM */
993
994 /*
995  * Free a 0-order page
996  */
997 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
998 {
999         struct zone *zone = page_zone(page);
1000         struct per_cpu_pages *pcp;
1001         unsigned long flags;
1002
1003         if (PageAnon(page))
1004                 page->mapping = NULL;
1005         if (free_pages_check(page))
1006                 return;
1007
1008         if (!PageHighMem(page)) {
1009                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1010                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1011         }
1012         arch_free_page(page, 0);
1013         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1014
1015         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
1016         local_irq_save(flags);
1017         __count_vm_event(PGFREE);
1018         if (cold)
1019                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
1020         else
1021                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
1022         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1023         pcp->count++;
1024         if (pcp->count >= pcp->high) {
1025                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1026                 pcp->count -= pcp->batch;
1027         }
1028         local_irq_restore(flags);
1029         put_cpu();
1030 }
1031
1032 void free_hot_page(struct page *page)
1033 {
1034         free_hot_cold_page(page, 0);
1035 }
1036         
1037 void free_cold_page(struct page *page)
1038 {
1039         free_hot_cold_page(page, 1);
1040 }
1041
1042 /*
1043  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1044  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1045  * Each sub-page must be freed individually.
1046  *
1047  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1048  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1049  */
1050 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1051 {
1052         int i;
1053
1054         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1055         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1056         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1057                 set_page_refcounted(page + i);
1058 }
1059
1060 /*
1061  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1062  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1063  * or two.
1064  */
1065 static struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1066                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1067 {
1068         unsigned long flags;
1069         struct page *page;
1070         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1071         int cpu;
1072         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1073
1074 again:
1075         cpu  = get_cpu();
1076         if (likely(order == 0)) {
1077                 struct per_cpu_pages *pcp;
1078
1079                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1080                 local_irq_save(flags);
1081                 if (!pcp->count) {
1082                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1083                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1084                         if (unlikely(!pcp->count))
1085                                 goto failed;
1086                 }
1087
1088                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1089                 if (cold) {
1090                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1091                                 if (page_private(page) == migratetype)
1092                                         break;
1093                 } else {
1094                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1095                                 if (page_private(page) == migratetype)
1096                                         break;
1097                 }
1098
1099                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1100                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1101                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1102                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1103                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1104                 }
1105
1106                 list_del(&page->lru);
1107                 pcp->count--;
1108         } else {
1109                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1110                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1111                 spin_unlock(&zone->lock);
1112                 if (!page)
1113                         goto failed;
1114         }
1115
1116         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1117         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1118         local_irq_restore(flags);
1119         put_cpu();
1120
1121         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1122         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1123                 goto again;
1124         return page;
1125
1126 failed:
1127         local_irq_restore(flags);
1128         put_cpu();
1129         return NULL;
1130 }
1131
1132 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1133 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1134 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1135 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1136 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1137 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1138 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1139
1140 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1141
1142 static struct fail_page_alloc_attr {
1143         struct fault_attr attr;
1144
1145         u32 ignore_gfp_highmem;
1146         u32 ignore_gfp_wait;
1147         u32 min_order;
1148
1149 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1150
1151         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1152         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1153         struct dentry *min_order_file;
1154
1155 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1156
1157 } fail_page_alloc = {
1158         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1159         .ignore_gfp_wait = 1,
1160         .ignore_gfp_highmem = 1,
1161         .min_order = 1,
1162 };
1163
1164 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1165 {
1166         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1167 }
1168 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1169
1170 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1171 {
1172         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1173                 return 0;
1174         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1175                 return 0;
1176         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1177                 return 0;
1178         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1179                 return 0;
1180
1181         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1182 }
1183
1184 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1185
1186 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1187 {
1188         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1189         struct dentry *dir;
1190         int err;
1191
1192         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1193                                        "fail_page_alloc");
1194         if (err)
1195                 return err;
1196         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1197
1198         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1199                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1200                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1201
1202         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1203                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1204                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1205         fail_page_alloc.min_order_file =
1206                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1207                                    &fail_page_alloc.min_order);
1208
1209         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1210             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1211             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1212                 err = -ENOMEM;
1213                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1214                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1215                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1216                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1217         }
1218
1219         return err;
1220 }
1221
1222 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1223
1224 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1225
1226 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1227
1228 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1229 {
1230         return 0;
1231 }
1232
1233 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1234
1235 /*
1236  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1237  * of the allocation.
1238  */
1239 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1240                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1241 {
1242         /* free_pages my go negative - that's OK */
1243         long min = mark;
1244         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1245         int o;
1246
1247         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1248                 min -= min / 2;
1249         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1250                 min -= min / 4;
1251
1252         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1253                 return 0;
1254         for (o = 0; o < order; o++) {
1255                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1256                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1257
1258                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1259                 min >>= 1;
1260
1261                 if (free_pages <= min)
1262                         return 0;
1263         }
1264         return 1;
1265 }
1266
1267 #ifdef CONFIG_NUMA
1268 /*
1269  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1270  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1271  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1272  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1273  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1274  *
1275  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1276  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1277  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1278  *
1279  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1280  * nothing and returns NULL.
1281  *
1282  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1283  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1284  *
1285  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1286  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1287  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1288  * quickly as we can.
1289  */
1290 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1291 {
1292         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1293         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1294
1295         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1296         if (!zlc)
1297                 return NULL;
1298
1299         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1300                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1301                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1302         }
1303
1304         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1305                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1306                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1307         return allowednodes;
1308 }
1309
1310 /*
1311  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1312  * if it is worth looking at further for free memory:
1313  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1314  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1315  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1316  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1317  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1318  * else return false (zero) if it is not.
1319  *
1320  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1321  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1322  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1323  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1324  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1325  * into the second scan of the zonelist.
1326  *
1327  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1328  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1329  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1330  * unturned looking for a free page.
1331  */
1332 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1333                                                 nodemask_t *allowednodes)
1334 {
1335         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1336         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1337         int n;                          /* node that zone *z is on */
1338
1339         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1340         if (!zlc)
1341                 return 1;
1342
1343         i = z - zonelist->_zonerefs;
1344         n = zlc->z_to_n[i];
1345
1346         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1347         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1348 }
1349
1350 /*
1351  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1352  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1353  * from that zone don't waste time re-examining it.
1354  */
1355 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1356 {
1357         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1358         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1359
1360         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1361         if (!zlc)
1362                 return;
1363
1364         i = z - zonelist->_zonerefs;
1365
1366         set_bit(i, zlc->fullzones);
1367 }
1368
1369 #else   /* CONFIG_NUMA */
1370
1371 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1372 {
1373         return NULL;
1374 }
1375
1376 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1377                                 nodemask_t *allowednodes)
1378 {
1379         return 1;
1380 }
1381
1382 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1383 {
1384 }
1385 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1386
1387 /*
1388  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1389  * a page.
1390  */
1391 static struct page *
1392 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1393                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags)
1394 {
1395         struct zoneref *z;
1396         struct page *page = NULL;
1397         int classzone_idx;
1398         struct zone *zone, *preferred_zone;
1399         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1400         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1401         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1402
1403         (void)first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1404                                                         &preferred_zone);
1405         if (!preferred_zone)
1406                 return NULL;
1407
1408         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1409
1410 zonelist_scan:
1411         /*
1412          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1413          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1414          */
1415         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1416                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1417                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1418                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1419                                 continue;
1420                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1421                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1422                                 goto try_next_zone;
1423
1424                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1425                         unsigned long mark;
1426                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1427                                 mark = zone->pages_min;
1428                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1429                                 mark = zone->pages_low;
1430                         else
1431                                 mark = zone->pages_high;
1432                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1433                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1434                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1435                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1436                                         goto this_zone_full;
1437                         }
1438                 }
1439
1440                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1441                 if (page)
1442                         break;
1443 this_zone_full:
1444                 if (NUMA_BUILD)
1445                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1446 try_next_zone:
1447                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1448                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1449                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1450                         zlc_active = 1;
1451                         did_zlc_setup = 1;
1452                 }
1453         }
1454
1455         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1456                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1457                 zlc_active = 0;
1458                 goto zonelist_scan;
1459         }
1460         return page;
1461 }
1462
1463 /*
1464  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1465  */
1466 struct page *
1467 __alloc_pages_internal(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1468                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1469 {
1470         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1471         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1472         struct zoneref *z;
1473         struct zone *zone;
1474         struct page *page;
1475         struct reclaim_state reclaim_state;
1476         struct task_struct *p = current;
1477         int do_retry;
1478         int alloc_flags;
1479         unsigned long did_some_progress;
1480         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1481
1482         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
1483
1484         might_sleep_if(wait);
1485
1486         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1487                 return NULL;
1488
1489 restart:
1490         z = zonelist->_zonerefs;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1491
1492         if (unlikely(!z->zone)) {
1493                 /*
1494                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1495                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1496                  */
1497                 return NULL;
1498         }
1499
1500         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1501                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1502         if (page)
1503                 goto got_pg;
1504
1505         /*
1506          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1507          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1508          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1509          * using a larger set of nodes after it has established that the
1510          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1511          * over allocated.
1512          */
1513         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1514                 goto nopage;
1515
1516         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1517                 wakeup_kswapd(zone, order);
1518
1519         /*
1520          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1521          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1522          * to how we want to proceed.
1523          *
1524          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1525          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1526          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1527          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1528          */
1529         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1530         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1531                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1532         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1533                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1534         if (wait)
1535                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1536
1537         /*
1538          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1539          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1540          *
1541          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1542          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1543          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1544          */
1545         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1546                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1547         if (page)
1548                 goto got_pg;
1549
1550         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1551
1552 rebalance:
1553         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1554                         && !in_interrupt()) {
1555                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1556 nofail_alloc:
1557                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1558                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1559                                 zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1560                         if (page)
1561                                 goto got_pg;
1562                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1563                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1564                                 goto nofail_alloc;
1565                         }
1566                 }
1567                 goto nopage;
1568         }
1569
1570         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1571         if (!wait)
1572                 goto nopage;
1573
1574         cond_resched();
1575
1576         /* We now go into synchronous reclaim */
1577         cpuset_memory_pressure_bump();
1578         /*
1579          * The task's cpuset might have expanded its set of allowable nodes
1580          */
1581         cpuset_update_task_memory_state();
1582         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1583
1584         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1585         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1586         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1587
1588         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask);
1589
1590         p->reclaim_state = NULL;
1591         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1592         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1593
1594         cond_resched();
1595
1596         if (order != 0)
1597                 drain_all_pages();
1598
1599         if (likely(did_some_progress)) {
1600                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1601                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1602                 if (page)
1603                         goto got_pg;
1604         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1605                 if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1606                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1607                         goto restart;
1608                 }
1609
1610                 /*
1611                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1612                  * very high watermark here, this is only to catch
1613                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1614                  * under heavy pressure.
1615                  */
1616                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1617                         order, zonelist, high_zoneidx,
1618                         ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1619                 if (page) {
1620                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1621                         goto got_pg;
1622                 }
1623
1624                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1625                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1626                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1627                         goto nopage;
1628                 }
1629
1630                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1631                 clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1632                 goto restart;
1633         }
1634
1635         /*
1636          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1637          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1638          *
1639          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1640          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1641          * implementations.
1642          *
1643          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1644          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1645          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1646          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1647          * allocation still fails, we stop retrying.
1648          */
1649         pages_reclaimed += did_some_progress;
1650         do_retry = 0;
1651         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1652                 if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1653                         do_retry = 1;
1654                 } else {
1655                         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT &&
1656                                 pages_reclaimed < (1 << order))
1657                                         do_retry = 1;
1658                 }
1659                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1660                         do_retry = 1;
1661         }
1662         if (do_retry) {
1663                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1664                 goto rebalance;
1665         }
1666
1667 nopage:
1668         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1669                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1670                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1671                         p->comm, order, gfp_mask);
1672                 dump_stack();
1673                 show_mem();
1674         }
1675 got_pg:
1676         return page;
1677 }
1678 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_internal);
1679
1680 /*
1681  * Common helper functions.
1682  */
1683 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1684 {
1685         struct page * page;
1686         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1687         if (!page)
1688                 return 0;
1689         return (unsigned long) page_address(page);
1690 }
1691
1692 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1693
1694 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1695 {
1696         struct page * page;
1697
1698         /*
1699          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1700          * a highmem page
1701          */
1702         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1703
1704         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1705         if (page)
1706                 return (unsigned long) page_address(page);
1707         return 0;
1708 }
1709
1710 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1711
1712 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1713 {
1714         int i = pagevec_count(pvec);
1715
1716         while (--i >= 0)
1717                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1718 }
1719
1720 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1721 {
1722         if (put_page_testzero(page)) {
1723                 if (order == 0)
1724                         free_hot_page(page);
1725                 else
1726                         __free_pages_ok(page, order);
1727         }
1728 }
1729
1730 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1731
1732 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1733 {
1734         if (addr != 0) {
1735                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1736                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1737         }
1738 }
1739
1740 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1741
1742 /**
1743  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1744  * @size: the number of bytes to allocate
1745  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1746  *
1747  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1748  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1749  * allocate memory in power-of-two pages.
1750  *
1751  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1752  *
1753  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1754  */
1755 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1756 {
1757         unsigned int order = get_order(size);
1758         unsigned long addr;
1759
1760         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1761         if (addr) {
1762                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1763                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1764
1765                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1766                 while (used < alloc_end) {
1767                         free_page(used);
1768                         used += PAGE_SIZE;
1769                 }
1770         }
1771
1772         return (void *)addr;
1773 }
1774 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1775
1776 /**
1777  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1778  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1779  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1780  *
1781  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1782  */
1783 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1784 {
1785         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1786         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1787
1788         while (addr < end) {
1789                 free_page(addr);
1790                 addr += PAGE_SIZE;
1791         }
1792 }
1793 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1794
1795 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1796 {
1797         struct zoneref *z;
1798         struct zone *zone;
1799
1800         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1801         unsigned int sum = 0;
1802
1803         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1804
1805         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1806                 unsigned long size = zone->present_pages;
1807                 unsigned long high = zone->pages_high;
1808                 if (size > high)
1809                         sum += size - high;
1810         }
1811
1812         return sum;
1813 }
1814
1815 /*
1816  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1817  */
1818 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1819 {
1820         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1821 }
1822 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1823
1824 /*
1825  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1826  */
1827 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1828 {
1829         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1830 }
1831
1832 static inline void show_node(struct zone *zone)
1833 {
1834         if (NUMA_BUILD)
1835                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1836 }
1837
1838 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1839 {
1840         val->totalram = totalram_pages;
1841         val->sharedram = 0;
1842         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1843         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1844         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1845         val->freehigh = nr_free_highpages();
1846         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1847 }
1848
1849 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1850
1851 #ifdef CONFIG_NUMA
1852 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1853 {
1854         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1855
1856         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1857         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1858 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1859         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1860         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1861                         NR_FREE_PAGES);
1862 #else
1863         val->totalhigh = 0;
1864         val->freehigh = 0;
1865 #endif
1866         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1867 }
1868 #endif
1869
1870 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1871
1872 /*
1873  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1874  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1875  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1876  */
1877 void show_free_areas(void)
1878 {
1879         int cpu;
1880         struct zone *zone;
1881
1882         for_each_zone(zone) {
1883                 if (!populated_zone(zone))
1884                         continue;
1885
1886                 show_node(zone);
1887                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1888
1889                 for_each_online_cpu(cpu) {
1890                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1891
1892                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1893
1894                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1895                                cpu, pageset->pcp.high,
1896                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1897                 }
1898         }
1899
1900         printk("Active_anon:%lu active_file:%lu inactive_anon:%lu\n"
1901                 " inactive_file:%lu"
1902 //TODO:  check/adjust line lengths
1903 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1904                 " unevictable:%lu"
1905 #endif
1906                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1907                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1908                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
1909                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
1910                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
1911                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
1912 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1913                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
1914 #endif
1915                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1916                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1917                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1918                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1919                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1920                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1921                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1922                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1923                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1924
1925         for_each_zone(zone) {
1926                 int i;
1927
1928                 if (!populated_zone(zone))
1929                         continue;
1930
1931                 show_node(zone);
1932                 printk("%s"
1933                         " free:%lukB"
1934                         " min:%lukB"
1935                         " low:%lukB"
1936                         " high:%lukB"
1937                         " active_anon:%lukB"
1938                         " inactive_anon:%lukB"
1939                         " active_file:%lukB"
1940                         " inactive_file:%lukB"
1941 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1942                         " unevictable:%lukB"
1943 #endif
1944                         " present:%lukB"
1945                         " pages_scanned:%lu"
1946                         " all_unreclaimable? %s"
1947                         "\n",
1948                         zone->name,
1949                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1950                         K(zone->pages_min),
1951                         K(zone->pages_low),
1952                         K(zone->pages_high),
1953                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
1954                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
1955                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
1956                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
1957 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1958                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
1959 #endif
1960                         K(zone->present_pages),
1961                         zone->pages_scanned,
1962                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1963                         );
1964                 printk("lowmem_reserve[]:");
1965                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1966                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1967                 printk("\n");
1968         }
1969
1970         for_each_zone(zone) {
1971                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1972
1973                 if (!populated_zone(zone))
1974                         continue;
1975
1976                 show_node(zone);
1977                 printk("%s: ", zone->name);
1978
1979                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1980                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1981                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1982                         total += nr[order] << order;
1983                 }
1984                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1985                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1986                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1987                 printk("= %lukB\n", K(total));
1988         }
1989
1990         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
1991
1992         show_swap_cache_info();
1993 }
1994
1995 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
1996 {
1997         zoneref->zone = zone;
1998         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
1999 }
2000
2001 /*
2002  * Builds allocation fallback zone lists.
2003  *
2004  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2005  */
2006 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2007                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2008 {
2009         struct zone *zone;
2010
2011         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2012         zone_type++;
2013
2014         do {
2015                 zone_type--;
2016                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2017                 if (populated_zone(zone)) {
2018                         zoneref_set_zone(zone,
2019                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2020                         check_highest_zone(zone_type);
2021                 }
2022
2023         } while (zone_type);
2024         return nr_zones;
2025 }
2026
2027
2028 /*
2029  *  zonelist_order:
2030  *  0 = automatic detection of better ordering.
2031  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2032  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2033  *
2034  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2035  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2036  */
2037 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2038 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2039 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2040
2041 /* zonelist order in the kernel.
2042  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2043  */
2044 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2045 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2046
2047
2048 #ifdef CONFIG_NUMA
2049 /* The value user specified ....changed by config */
2050 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2051 /* string for sysctl */
2052 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2053 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2054
2055 /*
2056  * interface for configure zonelist ordering.
2057  * command line option "numa_zonelist_order"
2058  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2059  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2060  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2061  */
2062
2063 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2064 {
2065         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2066                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2067         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2068                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2069         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2070                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2071         } else {
2072                 printk(KERN_WARNING
2073                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2074                         "%s\n", s);
2075                 return -EINVAL;
2076         }
2077         return 0;
2078 }
2079
2080 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2081 {
2082         if (s)
2083                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2084         return 0;
2085 }
2086 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2087
2088 /*
2089  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2090  */
2091 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2092                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2093                 loff_t *ppos)
2094 {
2095         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2096         int ret;
2097
2098         if (write)
2099                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2100                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2101         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2102         if (ret)
2103                 return ret;
2104         if (write) {
2105                 int oldval = user_zonelist_order;
2106                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2107                         /*
2108                          * bogus value.  restore saved string
2109                          */
2110                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2111                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2112                         user_zonelist_order = oldval;
2113                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2114                         build_all_zonelists();
2115         }
2116         return 0;
2117 }
2118
2119
2120 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2121 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2122
2123 /**
2124  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2125  * @node: node whose fallback list we're appending
2126  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2127  *
2128  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2129  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2130  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2131  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2132  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2133  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2134  * on them otherwise.
2135  * It returns -1 if no node is found.
2136  */
2137 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2138 {
2139         int n, val;
2140         int min_val = INT_MAX;
2141         int best_node = -1;
2142         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2143
2144         /* Use the local node if we haven't already */
2145         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2146                 node_set(node, *used_node_mask);
2147                 return node;
2148         }
2149
2150         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2151
2152                 /* Don't want a node to appear more than once */
2153                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2154                         continue;
2155
2156                 /* Use the distance array to find the distance */
2157                 val = node_distance(node, n);
2158
2159                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2160                 val += (n < node);
2161
2162                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2163                 tmp = cpumask_of_node(n);
2164                 if (!cpumask_empty(tmp))
2165                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2166
2167                 /* Slight preference for less loaded node */
2168                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2169                 val += node_load[n];
2170
2171                 if (val < min_val) {
2172                         min_val = val;
2173                         best_node = n;
2174                 }
2175         }
2176
2177         if (best_node >= 0)
2178                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2179
2180         return best_node;
2181 }
2182
2183
2184 /*
2185  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2186  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2187  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2188  */
2189 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2190 {
2191         int j;
2192         struct zonelist *zonelist;
2193
2194         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2195         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2196                 ;
2197         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2198                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2199         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2200         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2201 }
2202
2203 /*
2204  * Build gfp_thisnode zonelists
2205  */
2206 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2207 {
2208         int j;
2209         struct zonelist *zonelist;
2210
2211         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2212         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2213         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2214         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2215 }
2216
2217 /*
2218  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2219  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2220  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2221  * may still exist in local DMA zone.
2222  */
2223 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2224
2225 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2226 {
2227         int pos, j, node;
2228         int zone_type;          /* needs to be signed */
2229         struct zone *z;
2230         struct zonelist *zonelist;
2231
2232         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2233         pos = 0;
2234         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2235                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2236                         node = node_order[j];
2237                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2238                         if (populated_zone(z)) {
2239                                 zoneref_set_zone(z,
2240                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2241                                 check_highest_zone(zone_type);
2242                         }
2243                 }
2244         }
2245         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2246         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2247 }
2248
2249 static int default_zonelist_order(void)
2250 {
2251         int nid, zone_type;
2252         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2253         struct zone *z;
2254         int average_size;
2255         /*
2256          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2257          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2258          * into OOM very easily.
2259          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2260          */
2261         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2262         low_kmem_size = 0;
2263         total_size = 0;
2264         for_each_online_node(nid) {
2265                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2266                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2267                         if (populated_zone(z)) {
2268                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2269                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2270                                 total_size += z->present_pages;
2271                         }
2272                 }
2273         }
2274         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2275             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2276                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2277         /*
2278          * look into each node's config.
2279          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2280          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2281          */
2282         average_size = total_size /
2283                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2284         for_each_online_node(nid) {
2285                 low_kmem_size = 0;
2286                 total_size = 0;
2287                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2288                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2289                         if (populated_zone(z)) {
2290                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2291                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2292                                 total_size += z->present_pages;
2293                         }
2294                 }
2295                 if (low_kmem_size &&
2296                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2297                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2298                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2299         }
2300         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2301 }
2302
2303 static void set_zonelist_order(void)
2304 {
2305         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2306                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2307         else
2308                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2309 }
2310
2311 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2312 {
2313         int j, node, load;
2314         enum zone_type i;
2315         nodemask_t used_mask;
2316         int local_node, prev_node;
2317         struct zonelist *zonelist;
2318         int order = current_zonelist_order;
2319
2320         /* initialize zonelists */
2321         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2322                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2323                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2324                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2325         }
2326
2327         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2328         local_node = pgdat->node_id;
2329         load = num_online_nodes();
2330         prev_node = local_node;
2331         nodes_clear(used_mask);
2332
2333         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2334         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2335         j = 0;
2336
2337         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2338                 int distance = node_distance(local_node, node);
2339
2340                 /*
2341                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2342                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2343                  */
2344                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2345                         zone_reclaim_mode = 1;
2346
2347                 /*
2348                  * We don't want to pressure a particular node.
2349                  * So adding penalty to the first node in same
2350                  * distance group to make it round-robin.
2351                  */
2352                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2353                         node_load[node] = load;
2354
2355                 prev_node = node;
2356                 load--;
2357                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2358                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2359                 else
2360                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2361         }
2362
2363         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2364                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2365                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2366         }
2367
2368         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2369 }
2370
2371 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2372 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2373 {
2374         struct zonelist *zonelist;
2375         struct zonelist_cache *zlc;
2376         struct zoneref *z;
2377
2378         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2379         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2380         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2381         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2382                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2383 }
2384
2385
2386 #else   /* CONFIG_NUMA */
2387
2388 static void set_zonelist_order(void)
2389 {
2390         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2391 }
2392
2393 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2394 {
2395         int node, local_node;
2396         enum zone_type j;
2397         struct zonelist *zonelist;
2398
2399         local_node = pgdat->node_id;
2400
2401         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2402         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2403
2404         /*
2405          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2406          * of all the other nodes.
2407          * We don't want to pressure a particular node, so when
2408          * building the zones for node N, we make sure that the
2409          * zones coming right after the local ones are those from
2410          * node N+1 (modulo N)
2411          */
2412         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2413                 if (!node_online(node))
2414                         continue;
2415                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2416                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2417         }
2418         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2419                 if (!node_online(node))
2420                         continue;
2421                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2422                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2423         }
2424
2425         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2426         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2427 }
2428
2429 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2430 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2431 {
2432         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2433 }
2434
2435 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2436
2437 /* return values int ....just for stop_machine() */
2438 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2439 {
2440         int nid;
2441
2442         for_each_online_node(nid) {
2443                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2444
2445                 build_zonelists(pgdat);
2446                 build_zonelist_cache(pgdat);
2447         }
2448         return 0;
2449 }
2450
2451 void build_all_zonelists(void)
2452 {
2453         set_zonelist_order();
2454
2455         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2456                 __build_all_zonelists(NULL);
2457                 mminit_verify_zonelist();
2458                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2459         } else {
2460                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2461                    of zonelist */
2462                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2463                 /* cpuset refresh routine should be here */
2464         }
2465         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2466         /*
2467          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2468          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2469          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2470          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2471          * disabled and enable it later
2472          */
2473         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2474                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2475         else
2476                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2477
2478         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2479                 "Total pages: %ld\n",
2480                         num_online_nodes(),
2481                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2482                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2483                         vm_total_pages);
2484 #ifdef CONFIG_NUMA
2485         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2486 #endif
2487 }
2488
2489 /*
2490  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2491  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2492  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2493  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2494  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2495  * conservative, even though it seems large.
2496  *
2497  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2498  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2499  */
2500 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2501
2502 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2503 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2504 {
2505         unsigned long size = 1;
2506
2507         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2508
2509         while (size < pages)
2510                 size <<= 1;
2511
2512         /*
2513          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2514          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2515          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2516          */
2517         size = min(size, 4096UL);
2518
2519         return max(size, 4UL);
2520 }
2521 #else
2522 /*
2523  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2524  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2525  *
2526  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2527  *
2528  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2529  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2530  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2531  *
2532  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2533  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2534  *
2535  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2536  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2537  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2538  */
2539 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2540 {
2541         return 4096UL;
2542 }
2543 #endif
2544
2545 /*
2546  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2547  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2548  * hash function before the remainder is taken.
2549  */
2550 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2551 {
2552         return ffz(~size);
2553 }
2554
2555 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2556
2557 /*
2558  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2559  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2560  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2561  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2562  * blocks as reclaim kicks in
2563  */
2564 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2565 {
2566         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2567         struct page *page;
2568         unsigned long reserve, block_migratetype;
2569
2570         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2571         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2572         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2573         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2574                                                         pageblock_order;
2575
2576         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2577                 if (!pfn_valid(pfn))
2578                         continue;
2579                 page = pfn_to_page(pfn);
2580
2581                 /* Watch out for overlapping nodes */
2582                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2583                         continue;
2584
2585                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2586                 if (PageReserved(page))
2587                         continue;
2588
2589                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2590
2591                 /* If this block is reserved, account for it */
2592                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2593                         reserve--;
2594                         continue;
2595                 }
2596
2597                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2598                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2599                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2600                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2601                         reserve--;
2602                         continue;
2603                 }
2604
2605                 /*
2606                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2607                  * take it back
2608                  */
2609                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2610                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2611                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2612                 }
2613         }
2614 }
2615
2616 /*
2617  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2618  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2619  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2620  */
2621 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2622                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2623 {
2624         struct page *page;
2625         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2626         unsigned long pfn;
2627         struct zone *z;
2628
2629         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
2630                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
2631
2632         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2633         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2634                 /*
2635                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2636                  * handed to this function.  They do not
2637                  * exist on hotplugged memory.
2638                  */
2639                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2640                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2641                                 continue;
2642                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2643                                 continue;
2644                 }
2645                 page = pfn_to_page(pfn);
2646                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2647                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2648                 init_page_count(page);
2649                 reset_page_mapcount(page);
2650                 SetPageReserved(page);
2651                 /*
2652                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2653                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2654                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2655                  * the address space during boot when many long-lived
2656                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2657                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2658                  * setup_zone_migrate_reserve()
2659                  *
2660                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2661                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2662                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2663                  * pfn out of zone.
2664                  */
2665                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2666                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2667                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2668                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2669
2670                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2671 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2672                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2673                 if (!is_highmem_idx(zone))
2674                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2675 #endif
2676         }
2677 }
2678
2679 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2680 {
2681         int order, t;
2682         for_each_migratetype_order(order, t) {
2683                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2684                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2685         }
2686 }
2687
2688 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2689 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2690         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2691 #endif
2692
2693 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2694 {
2695         int batch;
2696
2697         /*
2698          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2699          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2700          *
2701          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2702          */
2703         batch = zone->present_pages / 1024;
2704         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2705                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2706         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2707         if (batch < 1)
2708                 batch = 1;
2709
2710         /*
2711          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2712          * of 2 value was found to be more likely to have
2713          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2714          *
2715          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2716          * batches of pages, one task can end up with a lot
2717          * of pages of one half of the possible page colors
2718          * and the other with pages of the other colors.
2719          */
2720         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2721
2722         return batch;
2723 }
2724
2725 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2726 {
2727         struct per_cpu_pages *pcp;
2728
2729         memset(p, 0, sizeof(*p));
2730
2731         pcp = &p->pcp;
2732         pcp->count = 0;
2733         pcp->high = 6 * batch;
2734         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2735         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2736 }
2737
2738 /*
2739  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2740  * to the value high for the pageset p.
2741  */
2742
2743 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2744                                 unsigned long high)
2745 {
2746         struct per_cpu_pages *pcp;
2747
2748         pcp = &p->pcp;
2749         pcp->high = high;
2750         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2751         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2752                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2753 }
2754
2755
2756 #ifdef CONFIG_NUMA
2757 /*
2758  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2759  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2760  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2761  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2762  * with interrupts disabled.
2763  *
2764  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2765  *
2766  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2767  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2768  * hotplugged processors.
2769  *
2770  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2771  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2772  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2773  */
2774 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2775
2776 /*
2777  * Dynamically allocate memory for the
2778  * per cpu pageset array in struct zone.
2779  */
2780 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2781 {
2782         struct zone *zone, *dzone;
2783         int node = cpu_to_node(cpu);
2784
2785         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2786
2787         for_each_zone(zone) {
2788
2789                 if (!populated_zone(zone))
2790                         continue;
2791
2792                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2793                                          GFP_KERNEL, node);
2794                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2795                         goto bad;
2796
2797                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2798
2799                 if (percpu_pagelist_fraction)
2800                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2801                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2802         }
2803
2804         return 0;
2805 bad:
2806         for_each_zone(dzone) {
2807                 if (!populated_zone(dzone))
2808                         continue;
2809                 if (dzone == zone)
2810                         break;
2811                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2812                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2813         }
2814         return -ENOMEM;
2815 }
2816
2817 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2818 {
2819         struct zone *zone;
2820
2821         for_each_zone(zone) {
2822                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2823
2824                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2825                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2826                         kfree(pset);
2827                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2828         }
2829 }
2830
2831 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2832                 unsigned long action,
2833                 void *hcpu)
2834 {
2835         int cpu = (long)hcpu;
2836         int ret = NOTIFY_OK;
2837
2838         switch (action) {
2839         case CPU_UP_PREPARE:
2840         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2841                 if (process_zones(cpu))
2842                         ret = NOTIFY_BAD;
2843                 break;
2844         case CPU_UP_CANCELED:
2845         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2846         case CPU_DEAD:
2847         case CPU_DEAD_FROZEN:
2848                 free_zone_pagesets(cpu);
2849                 break;
2850         default:
2851                 break;
2852         }
2853         return ret;
2854 }
2855
2856 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2857         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2858
2859 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2860 {
2861         int err;
2862
2863         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2864          * A cpuup callback will do this for every cpu
2865          * as it comes online
2866          */
2867         err = process_zones(smp_processor_id());
2868         BUG_ON(err);
2869         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2870 }
2871
2872 #endif
2873
2874 static noinline __init_refok
2875 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2876 {
2877         int i;
2878         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2879         size_t alloc_size;
2880
2881         /*
2882          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2883          * per zone.
2884          */
2885         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2886                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2887         zone->wait_table_bits =
2888                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2889         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2890                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2891
2892         if (!slab_is_available()) {
2893                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2894                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2895         } else {
2896                 /*
2897                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2898                  * via memory hot-add.
2899                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2900                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2901                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2902                  * node itself as well.
2903                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2904                  * necessary.
2905                  */
2906                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2907         }
2908         if (!zone->wait_table)
2909                 return -ENOMEM;
2910
2911         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2912                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2913
2914         return 0;
2915 }
2916
2917 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2918 {
2919         int cpu;
2920         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2921
2922         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2923 #ifdef CONFIG_NUMA
2924                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2925                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2926                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2927 #else
2928                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2929 #endif
2930         }
2931         if (zone->present_pages)
2932                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2933                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2934 }
2935
2936 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2937                                         unsigned long zone_start_pfn,
2938                                         unsigned long size,
2939                                         enum memmap_context context)
2940 {
2941         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2942         int ret;
2943         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2944         if (ret)
2945                 return ret;
2946         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2947
2948         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2949
2950         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
2951                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
2952                         pgdat->node_id,
2953                         (unsigned long)zone_idx(zone),
2954                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
2955
2956         zone_init_free_lists(zone);
2957
2958         return 0;
2959 }
2960
2961 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2962 /*
2963  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2964  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2965  */
2966 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2967 {
2968         int i;
2969
2970         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2971                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2972                         return i;
2973
2974         return -1;
2975 }
2976
2977 /*
2978  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2979  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
2980  */
2981 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2982 {
2983         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2984                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2985                         return index;
2986
2987         return -1;
2988 }
2989
2990 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2991 /*
2992  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2993  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2994  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2995  * alternative
2996  */
2997 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2998 {
2999         int i;
3000
3001         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3002                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3003                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3004
3005                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3006                         return early_node_map[i].nid;
3007         }
3008         /* This is a memory hole */
3009         return -1;
3010 }
3011 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3012
3013 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3014 {
3015         int nid;
3016
3017         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3018         if (nid >= 0)
3019                 return nid;
3020         /* just returns 0 */
3021         return 0;
3022 }
3023
3024 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3025 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3026 {
3027         int nid;
3028
3029         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3030         if (nid >= 0 && nid != node)
3031                 return false;
3032         return true;
3033 }
3034 #endif
3035
3036 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3037 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3038         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3039                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3040
3041 /**
3042  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3043  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3044  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3045  *
3046  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3047  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3048  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3049  */
3050 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3051                                                 unsigned long max_low_pfn)
3052 {
3053         int i;
3054
3055         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3056                 unsigned long size_pages = 0;
3057                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3058
3059                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3060                         continue;
3061
3062                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3063                         end_pfn = max_low_pfn;
3064
3065                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3066                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3067                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3068                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3069         }
3070 }
3071
3072 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3073 {
3074         int i;
3075         int ret;
3076
3077         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3078                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3079                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3080                 if (ret)
3081                         break;
3082         }
3083 }
3084 /**
3085  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3086  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3087  *
3088  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3089  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3090  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3091  */
3092 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3093 {
3094         int i;
3095
3096         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3097                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3098                                 early_node_map[i].start_pfn,
3099                                 early_node_map[i].end_pfn);
3100 }
3101
3102 /**
3103  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
3104  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
3105  * @start_pfn: The start pfn of the node
3106  * @end_pfn: The end pfn of the node
3107  *
3108  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
3109  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
3110  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
3111  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
3112  * be used later.
3113  */
3114 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3115 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3116                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3117 {
3118         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3119                         "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
3120                         nid, start_pfn, end_pfn);
3121
3122         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
3123         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3124                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
3125
3126         /* Update the boundaries */
3127         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
3128                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
3129         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
3130                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
3131 }
3132
3133 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
3134 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3135                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3136 {
3137         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3138                         "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
3139                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
3140
3141         /* Return if boundary information has not been provided */
3142         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3143                 return;
3144
3145         /* Check the boundaries and update if necessary */
3146         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
3147                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
3148         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
3149                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
3150 }
3151 #else
3152 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3153                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
3154
3155 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3156                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
3157 #endif
3158
3159
3160 /**
3161  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3162  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3163  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3164  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3165  *
3166  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3167  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3168  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3169  * PFNs will be 0.
3170  */
3171 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3172                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3173 {
3174         int i;
3175         *start_pfn = -1UL;
3176         *end_pfn = 0;
3177
3178         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3179                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3180                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3181         }
3182
3183         if (*start_pfn == -1UL)
3184                 *start_pfn = 0;
3185
3186         /* Push the node boundaries out if requested */
3187         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3188 }
3189
3190 /*
3191  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3192  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3193  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3194  */
3195 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3196 {
3197         int zone_index;
3198         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3199                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3200                         continue;
3201
3202                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3203                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3204                         break;
3205         }
3206
3207         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3208         movable_zone = zone_index;
3209 }
3210
3211 /*
3212  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3213  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3214  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3215  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3216  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3217  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3218  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3219  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3220  */
3221 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3222                                         unsigned long zone_type,
3223                                         unsigned long node_start_pfn,
3224                                         unsigned long node_end_pfn,
3225                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3226                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3227 {
3228         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3229         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3230                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3231                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3232                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3233                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3234                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3235
3236                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3237                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3238                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3239                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3240
3241                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3242                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3243                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3244         }
3245 }
3246
3247 /*
3248  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3249  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3250  */
3251 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3252                                         unsigned long zone_type,
3253                                         unsigned long *ignored)
3254 {
3255         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3256         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3257
3258         /* Get the start and end of the node and zone */
3259         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3260         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3261         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3262         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3263                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3264                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3265
3266         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3267         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3268                 return 0;
3269
3270         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3271         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3272         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3273
3274         /* Return the spanned pages */
3275         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3276 }
3277
3278 /*
3279  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3280  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3281  */
3282 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3283                                 unsigned long range_start_pfn,
3284                                 unsigned long range_end_pfn)
3285 {
3286         int i = 0;
3287         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3288         unsigned long start_pfn;
3289
3290         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3291         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3292         if (i == -1)
3293                 return 0;
3294
3295         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3296
3297         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3298         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3299                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3300
3301         /* Find all holes for the zone within the node */
3302         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3303
3304                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3305                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3306                         break;
3307
3308                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3309                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3310                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3311
3312                 /* Update the hole size cound and move on */
3313                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3314                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3315                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3316                 }
3317                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3318         }
3319
3320         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3321         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3322                 hole_pages += range_end_pfn -
3323                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3324
3325         return hole_pages;
3326 }
3327
3328 /**
3329  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3330  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3331  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3332  *
3333  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3334  */
3335 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3336                                                         unsigned long end_pfn)
3337 {
3338         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3339 }
3340
3341 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3342 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3343                                         unsigned long zone_type,
3344                                         unsigned long *ignored)
3345 {
3346         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3347         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3348
3349         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3350         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3351                                                         node_start_pfn);
3352         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3353                                                         node_end_pfn);
3354
3355         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3356                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3357                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3358         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3359 }
3360
3361 #else
3362 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3363                                         unsigned long zone_type,
3364                                         unsigned long *zones_size)
3365 {
3366         return zones_size[zone_type];
3367 }
3368
3369 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3370                                                 unsigned long zone_type,
3371                                                 unsigned long *zholes_size)
3372 {
3373         if (!zholes_size)
3374                 return 0;
3375
3376         return zholes_size[zone_type];
3377 }
3378
3379 #endif
3380
3381 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3382                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3383 {
3384         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3385         enum zone_type i;
3386
3387         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3388                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3389                                                                 zones_size);
3390         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3391
3392         realtotalpages = totalpages;
3393         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3394                 realtotalpages -=
3395                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3396                                                                 zholes_size);
3397         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3398         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3399                                                         realtotalpages);
3400 }
3401
3402 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3403 /*
3404  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3405  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3406  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3407  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3408  * bytes.
3409  */
3410 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3411 {
3412         unsigned long usemapsize;
3413
3414         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3415         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3416         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3417         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3418
3419         return usemapsize / 8;
3420 }
3421
3422 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3423                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3424 {
3425         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3426         zone->pageblock_flags = NULL;
3427         if (usemapsize)
3428                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3429 }
3430 #else
3431 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3432                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3433 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3434
3435 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3436
3437 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3438 static inline int pageblock_default_order(void)
3439 {
3440         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3441                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3442
3443         return MAX_ORDER-1;
3444 }
3445
3446 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3447 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3448 {
3449         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3450         if (pageblock_order)
3451                 return;
3452
3453         /*
3454          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3455          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3456          */
3457         pageblock_order = order;
3458 }
3459 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3460
3461 /*
3462  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3463  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3464  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3465  * pageblock_order based on the kernel config
3466  */
3467 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3468 {
3469         return MAX_ORDER-1;
3470 }
3471 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3472
3473 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3474
3475 /*
3476  * Set up the zone data structures:
3477  *   - mark all pages reserved
3478  *   - mark all memory queues empty
3479  *   - clear the memory bitmaps
3480  */
3481 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3482                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3483 {
3484         enum zone_type j;
3485         int nid = pgdat->node_id;
3486         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3487         int ret;
3488
3489         pgdat_resize_init(pgdat);
3490         pgdat->nr_zones = 0;
3491         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3492         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3493         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3494         
3495         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3496                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3497                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3498                 enum lru_list l;
3499
3500                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3501                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3502                                                                 zholes_size);
3503
3504                 /*
3505                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3506                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3507                  * and per-cpu initialisations
3508                  */
3509                 memmap_pages =
3510                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3511                 if (realsize >= memmap_pages) {
3512                         realsize -= memmap_pages;
3513                         if (memmap_pages)
3514                                 printk(KERN_DEBUG
3515                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3516                                        zone_names[j], memmap_pages);
3517                 } else
3518                         printk(KERN_WARNING
3519                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3520                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3521
3522                 /* Account for reserved pages */
3523                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3524                         realsize -= dma_reserve;
3525                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3526                                         zone_names[0], dma_reserve);
3527                 }
3528
3529                 if (!is_highmem_idx(j))
3530                         nr_kernel_pages += realsize;
3531                 nr_all_pages += realsize;
3532
3533                 zone->spanned_pages = size;
3534                 zone->present_pages = realsize;
3535 #ifdef CONFIG_NUMA
3536                 zone->node = nid;
3537                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3538                                                 / 100;
3539                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3540 #endif
3541                 zone->name = zone_names[j];
3542                 spin_lock_init(&zone->lock);
3543                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3544                 zone_seqlock_init(zone);
3545                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3546
3547                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3548
3549                 zone_pcp_init(zone);
3550                 for_each_lru(l) {
3551                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3552                         zone->lru[l].nr_scan = 0;
3553                 }
3554                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
3555                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
3556                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
3557                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
3558                 zap_zone_vm_stats(zone);
3559                 zone->flags = 0;
3560                 if (!size)
3561                         continue;
3562
3563                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3564                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3565                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3566                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3567                 BUG_ON(ret);
3568                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3569                 zone_start_pfn += size;
3570         }
3571 }
3572
3573 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3574 {
3575         /* Skip empty nodes */
3576         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3577                 return;
3578
3579 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3580         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3581         if (!pgdat->node_mem_map) {
3582                 unsigned long size, start, end;
3583                 struct page *map;
3584
3585                 /*
3586                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3587                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3588                  * for the buddy allocator to function correctly.
3589                  */
3590                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3591                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3592                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3593                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3594                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3595                 if (!map)
3596                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3597                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3598         }
3599 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3600         /*
3601          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3602          */
3603         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3604                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3605 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3606                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3607                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3608 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3609         }
3610 #endif
3611 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3612 }
3613
3614 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3615                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3616 {
3617         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3618
3619         pgdat->node_id = nid;
3620         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3621         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3622
3623         alloc_node_mem_map(pgdat);
3624 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3625         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3626                 nid, (unsigned long)pgdat,
3627                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3628 #endif
3629
3630         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3631 }
3632
3633 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3634
3635 #if MAX_NUMNODES > 1
3636 /*
3637  * Figure out the number of possible node ids.
3638  */
3639 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3640 {
3641         unsigned int node;
3642         unsigned int highest = 0;
3643
3644         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3645                 highest = node;
3646         nr_node_ids = highest + 1;
3647 }
3648 #else
3649 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3650 {
3651 }
3652 #endif
3653
3654 /**
3655  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3656  * @nid: The node ID the range resides on
3657  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3658  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3659  *
3660  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3661  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3662  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3663  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3664  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3665  */
3666 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3667                                                 unsigned long end_pfn)
3668 {
3669         int i;
3670
3671         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3672                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3673                         "%d entries of %d used\n",
3674                         nid, start_pfn, end_pfn,
3675                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3676
3677         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3678
3679         /* Merge with existing active regions if possible */
3680         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3681                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3682                         continue;
3683
3684                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3685                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3686                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3687                         return;
3688
3689                 /* Merge forward if suitable */
3690                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3691                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3692                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3693                         return;
3694                 }
3695
3696                 /* Merge backward if suitable */
3697                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3698                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3699                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3700                         return;
3701                 }
3702         }
3703
3704         /* Check that early_node_map is large enough */
3705         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3706                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3707                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3708                 return;
3709         }
3710
3711         early_node_map[i].nid = nid;
3712         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3713         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3714         nr_nodemap_entries = i + 1;
3715 }
3716
3717 /**
3718  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3719  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3720  * @start_pfn: The new PFN of the range
3721  * @end_pfn: The new PFN of the range
3722  *
3723  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3724  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3725  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3726  * range.
3727  */
3728 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3729                                 unsigned long end_pfn)
3730 {
3731         int i, j;
3732         int removed = 0;
3733
3734         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3735                           nid, start_pfn, end_pfn);
3736
3737         /* Find the old active region end and shrink */
3738         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3739                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3740                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3741                         /* clear it */
3742                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3743                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3744                         removed = 1;
3745                         continue;
3746                 }
3747                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3748                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3749                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3750                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3751                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3752                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3753                         continue;
3754                 }
3755                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3756                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3757                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3758                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3759                         continue;
3760                 }
3761         }
3762
3763         if (!removed)
3764                 return;
3765
3766         /* remove the blank ones */
3767         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3768                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3769                         continue;
3770                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3771                         continue;
3772                 /* we found it, get rid of it */
3773                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3774                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3775                                 sizeof(early_node_map[j]));
3776                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3777                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3778                 nr_nodemap_entries--;
3779         }
3780 }
3781
3782 /**
3783  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3784  *
3785  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3786  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3787  * all currently registered regions.
3788  */
3789 void __init remove_all_active_ranges(void)
3790 {
3791         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3792         nr_nodemap_entries = 0;
3793 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3794         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3795         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3796 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3797 }
3798
3799 /* Compare two active node_active_regions */
3800 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3801 {
3802         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3803         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3804
3805         /* Done this way to avoid overflows */
3806         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3807                 return 1;
3808         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3809                 return -1;
3810
3811         return 0;
3812 }
3813
3814 /* sort the node_map by start_pfn */
3815 static void __init sort_node_map(void)
3816 {
3817         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3818                         sizeof(struct node_active_region),
3819                         cmp_node_active_region, NULL);
3820 }
3821
3822 /* Find the lowest pfn for a node */
3823 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3824 {
3825         int i;
3826         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3827
3828         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3829         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3830                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3831
3832         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3833                 printk(KERN_WARNING
3834                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3835                 return 0;
3836         }
3837
3838         return min_pfn;
3839 }
3840
3841 /**
3842  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3843  *
3844  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3845  * add_active_range().
3846  */
3847 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3848 {
3849         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3850 }
3851
3852 /*
3853  * early_calculate_totalpages()
3854  * Sum pages in active regions for movable zone.
3855  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3856  */
3857 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3858 {
3859         int i;
3860         unsigned long totalpages = 0;
3861
3862         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3863                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3864                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3865                 totalpages += pages;
3866                 if (pages)
3867                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3868         }
3869         return totalpages;
3870 }
3871
3872 /*
3873  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3874  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3875  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3876  * others
3877  */
3878 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3879 {
3880         int i, nid;
3881         unsigned long usable_startpfn;
3882         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3883         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3884         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3885
3886         /*
3887          * If movablecore was specified, calculate what size of
3888          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3889          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3890          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3891          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3892          * what movablecore would have allowed.
3893          */
3894         if (required_movablecore) {
3895                 unsigned long corepages;
3896
3897                 /*
3898                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3899                  * was requested by the user
3900                  */
3901                 required_movablecore =
3902                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3903                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3904
3905                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3906         }
3907
3908         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3909         if (!required_kernelcore)
3910                 return;
3911
3912         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3913         find_usable_zone_for_movable();
3914         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3915
3916 restart:
3917         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3918         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3919         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3920                 /*
3921                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3922                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3923                  * amount of memory for the kernel
3924                  */
3925                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3926                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3927
3928                 /*
3929                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3930                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3931                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3932                  */
3933                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3934
3935                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3936                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3937                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3938                         unsigned long size_pages;
3939
3940                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3941                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3942                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3943                         if (start_pfn >= end_pfn)
3944                                 continue;
3945
3946                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3947                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3948                                 unsigned long kernel_pages;
3949                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3950                                                                 - start_pfn;
3951
3952                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3953                                                         kernelcore_remaining);
3954                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3955                                                         required_kernelcore);
3956
3957                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3958                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3959
3960                                         /*
3961                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3962                                          * that if we have to rebalance
3963                                          * kernelcore across nodes, we will
3964                                          * not double account here
3965                                          */
3966                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3967                                         continue;
3968                                 }
3969                                 start_pfn = usable_startpfn;
3970                         }
3971
3972                         /*
3973                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3974                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3975                          * number of pages used as kernelcore
3976                          */
3977                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3978                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3979                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3980                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3981
3982                         /*
3983                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3984                          * break if the kernelcore for this node has been
3985                          * satisified
3986                          */
3987                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3988                                                                 size_pages);
3989                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3990                         if (!kernelcore_remaining)
3991                                 break;
3992                 }
3993         }
3994
3995         /*
3996          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3997          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3998          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3999          * satisified
4000          */
4001         usable_nodes--;
4002         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4003                 goto restart;
4004
4005         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4006         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4007                 zone_movable_pfn[nid] =
4008                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4009 }
4010
4011 /* Any regular memory on that node ? */
4012 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4013 {
4014 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4015         enum zone_type zone_type;
4016
4017         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4018                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4019                 if (zone->present_pages)
4020                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4021         }
4022 #endif
4023 }
4024
4025 /**
4026  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4027  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4028  *
4029  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4030  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4031  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4032  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4033  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4034  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4035  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4036  * at arch_max_dma_pfn.
4037  */
4038 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4039 {
4040         unsigned long nid;
4041         int i;
4042
4043         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4044         sort_node_map();
4045
4046         /* Record where the zone boundaries are */
4047         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4048                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4049         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4050                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4051         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4052         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4053         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4054                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4055                         continue;
4056                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4057                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4058                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4059                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4060         }
4061         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4062         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4063
4064         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4065         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4066         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4067
4068         /* Print out the zone ranges */
4069         printk("Zone PFN ranges:\n");
4070         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4071                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4072                         continue;
4073                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4074                                 zone_names[i],
4075                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4076                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4077         }
4078
4079         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4080         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4081         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4082                 if (zone_movable_pfn[i])
4083                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4084         }
4085
4086         /* Print out the early_node_map[] */
4087         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4088         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4089                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4090                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4091                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4092
4093         /* Initialise every node */
4094         mminit_verify_pageflags_layout();
4095         setup_nr_node_ids();
4096         for_each_online_node(nid) {
4097                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4098                 free_area_init_node(nid, NULL,
4099                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4100
4101                 /* Any memory on that node */
4102                 if (pgdat->node_present_pages)
4103                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4104                 check_for_regular_memory(pgdat);
4105         }
4106 }
4107
4108 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4109 {
4110         unsigned long long coremem;
4111         if (!p)
4112                 return -EINVAL;
4113
4114         coremem = memparse(p, &p);
4115         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4116
4117         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4118         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4119
4120         return 0;
4121 }
4122
4123 /*
4124  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4125  * cannot be reclaimed or migrated.
4126  */
4127 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4128 {
4129         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4130 }
4131
4132 /*
4133  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4134  * can be reclaimed or migrated.
4135  */
4136 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4137 {
4138         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4139 }
4140
4141 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4142 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4143
4144 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4145
4146 /**
4147  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4148  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4149  *
4150  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4151  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4152  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4153  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4154  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4155  * smaller per-cpu batchsize.
4156  */
4157 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4158 {
4159         dma_reserve = new_dma_reserve;
4160 }
4161
4162 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4163 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4164 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4165 #endif
4166
4167 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4168 {
4169         free_area_init_node(0, zones_size,
4170                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4171 }
4172
4173 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4174                                  unsigned long action, void *hcpu)
4175 {
4176         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4177
4178         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4179                 drain_pages(cpu);
4180
4181                 /*
4182                  * Spill the event counters of the dead processor
4183                  * into the current processors event counters.
4184                  * This artificially elevates the count of the current
4185                  * processor.
4186                  */
4187                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4188
4189                 /*
4190                  * Zero the differential counters of the dead processor
4191                  * so that the vm statistics are consistent.
4192                  *
4193                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4194                  * race with what we are doing.
4195                  */
4196                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4197         }
4198         return NOTIFY_OK;
4199 }
4200
4201 void __init page_alloc_init(void)
4202 {
4203         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4204 }
4205
4206 /*
4207  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4208  *      or min_free_kbytes changes.
4209  */
4210 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4211 {
4212         struct pglist_data *pgdat;
4213         unsigned long reserve_pages = 0;
4214         enum zone_type i, j;
4215
4216         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4217                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4218                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4219                         unsigned long max = 0;
4220
4221                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4222                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4223                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4224                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4225                         }
4226
4227                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4228                         max += zone->pages_high;
4229
4230                         if (max > zone->present_pages)
4231                                 max = zone->present_pages;
4232                         reserve_pages += max;
4233                 }
4234         }
4235         totalreserve_pages = reserve_pages;
4236 }
4237
4238 /*
4239  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4240  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4241  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4242  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4243  */
4244 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4245 {
4246         struct pglist_data *pgdat;
4247         enum zone_type j, idx;
4248
4249         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4250                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4251                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4252                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4253
4254                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4255
4256                         idx = j;
4257                         while (idx) {
4258                                 struct zone *lower_zone;
4259
4260                                 idx--;
4261
4262                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4263                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4264
4265                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4266                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4267                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4268                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4269                         }
4270                 }
4271         }
4272
4273         /* update totalreserve_pages */
4274         calculate_totalreserve_pages();
4275 }
4276
4277 /**
4278  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4279  *
4280  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4281  * with respect to min_free_kbytes.
4282  */
4283 void setup_per_zone_pages_min(void)
4284 {
4285         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4286         unsigned long lowmem_pages = 0;
4287         struct zone *zone;
4288         unsigned long flags;
4289
4290         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4291         for_each_zone(zone) {
4292                 if (!is_highmem(zone))
4293                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4294         }
4295
4296         for_each_zone(zone) {
4297                 u64 tmp;
4298
4299                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4300                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4301                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4302                 if (is_highmem(zone)) {
4303                         /*
4304                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4305                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4306                          * value here.
4307                          *
4308                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4309                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4310                          * not be capped for highmem.
4311                          */
4312                         int min_pages;
4313
4314                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4315                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4316                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4317                         if (min_pages > 128)
4318                                 min_pages = 128;
4319                         zone->pages_min = min_pages;
4320                 } else {
4321                         /*
4322                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4323                          * proportionate to the zone's size.
4324                          */
4325                         zone->pages_min = tmp;
4326                 }
4327
4328                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4329                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4330                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4331                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4332         }
4333
4334         /* update totalreserve_pages */
4335         calculate_totalreserve_pages();
4336 }
4337
4338 /**
4339  * setup_per_zone_inactive_ratio - called when min_free_kbytes changes.
4340  *
4341  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4342  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4343  * to be referenced again before it is swapped out.
4344  *
4345  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4346  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4347  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4348  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4349  *
4350  * total     target    max
4351  * memory    ratio     inactive anon
4352  * -------------------------------------
4353  *   10MB       1         5MB
4354  *  100MB       1        50MB
4355  *    1GB       3       250MB
4356  *   10GB      10       0.9GB
4357  *  100GB      31         3GB
4358  *    1TB     101        10GB
4359  *   10TB     320        32GB
4360  */
4361 static void setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4362 {
4363         struct zone *zone;
4364
4365         for_each_zone(zone) {
4366                 unsigned int gb, ratio;
4367
4368                 /* Zone size in gigabytes */
4369                 gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4370                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4371                 if (!ratio)
4372                         ratio = 1;
4373
4374                 zone->inactive_ratio = ratio;
4375         }
4376 }
4377
4378 /*
4379  * Initialise min_free_kbytes.
4380  *
4381  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4382  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4383  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4384  *
4385  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4386  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4387  *
4388  * which yields
4389  *
4390  * 16MB:        512k
4391  * 32MB:        724k
4392  * 64MB:        1024k
4393  * 128MB:       1448k
4394  * 256MB:       2048k
4395  * 512MB:       2896k
4396  * 1024MB:      4096k
4397  * 2048MB:      5792k
4398  * 4096MB:      8192k
4399  * 8192MB:      11584k
4400  * 16384MB:     16384k
4401  */
4402 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4403 {
4404         unsigned long lowmem_kbytes;
4405
4406         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4407
4408         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4409         if (min_free_kbytes < 128)
4410                 min_free_kbytes = 128;
4411         if (min_free_kbytes > 65536)
4412                 min_free_kbytes = 65536;
4413         setup_per_zone_pages_min();
4414         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4415         setup_per_zone_inactive_ratio();
4416         return 0;
4417 }
4418 module_init(init_per_zone_pages_min)
4419
4420 /*
4421  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4422  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4423  *      changes.
4424  */
4425 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4426         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4427 {
4428         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4429         if (write)
4430                 setup_per_zone_pages_min();
4431         return 0;
4432 }
4433
4434 #ifdef CONFIG_NUMA
4435 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4436         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4437 {
4438         struct zone *zone;
4439         int rc;
4440
4441         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4442         if (rc)
4443                 return rc;
4444
4445         for_each_zone(zone)
4446                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4447                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4448         return 0;
4449 }
4450
4451 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4452         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4453 {
4454         struct zone *zone;
4455         int rc;
4456
4457         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4458         if (rc)
4459                 return rc;
4460
4461         for_each_zone(zone)
4462                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4463                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4464         return 0;
4465 }
4466 #endif
4467
4468 /*
4469  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4470  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4471  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4472  *
4473  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4474  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4475  * if in function of the boot time zone sizes.
4476  */
4477 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4478         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4479 {
4480         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4481         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4482         return 0;
4483 }
4484
4485 /*
4486  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4487  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4488  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4489  */
4490
4491 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4492         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4493 {
4494         struct zone *zone;
4495         unsigned int cpu;
4496         int ret;
4497
4498         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4499         if (!write || (ret == -EINVAL))
4500                 return ret;
4501         for_each_zone(zone) {
4502                 for_each_online_cpu(cpu) {
4503                         unsigned long  high;
4504                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4505                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4506                 }
4507         }
4508         return 0;
4509 }
4510
4511 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4512
4513 #ifdef CONFIG_NUMA
4514 static int __init set_hashdist(char *str)
4515 {
4516         if (!str)
4517                 return 0;
4518         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4519         return 1;
4520 }
4521 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4522 #endif
4523
4524 /*
4525  * allocate a large system hash table from bootmem
4526  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4527  *   quantity of entries
4528  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4529  */
4530 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4531                                      unsigned long bucketsize,
4532                                      unsigned long numentries,
4533                                      int scale,
4534                                      int flags,
4535                                      unsigned int *_hash_shift,
4536                                      unsigned int *_hash_mask,
4537                                      unsigned long limit)
4538 {
4539         unsigned long long max = limit;
4540         unsigned long log2qty, size;
4541         void *table = NULL;
4542
4543         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4544         if (!numentries) {
4545                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4546                 numentries = nr_kernel_pages;
4547                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4548                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4549                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4550
4551                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4552                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4553                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4554                 else
4555                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4556
4557                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4558                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4559                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4560         }
4561         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4562
4563         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4564         if (max == 0) {
4565                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4566                 do_div(max, bucketsize);
4567         }
4568
4569         if (numentries > max)
4570                 numentries = max;
4571
4572         log2qty = ilog2(numentries);
4573
4574         do {
4575                 size = bucketsize << log2qty;
4576                 if (flags & HASH_EARLY)
4577                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4578                 else if (hashdist)
4579                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4580                 else {
4581                         unsigned long order = get_order(size);
4582                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
4583                         /*
4584                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4585                          * some pages at the end of hash table.
4586                          */
4587                         if (table) {
4588                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4589                                                 (PAGE_SIZE << order);
4590                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4591                                                 PAGE_ALIGN(size);
4592                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4593                                 while (used < alloc_end) {
4594                                         free_page(used);
4595                                         used += PAGE_SIZE;
4596                                 }
4597                         }
4598                 }
4599         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4600
4601         if (!table)
4602                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4603
4604         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4605                tablename,
4606                (1U << log2qty),
4607                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4608                size);
4609
4610         if (_hash_shift)
4611                 *_hash_shift = log2qty;
4612         if (_hash_mask)
4613                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4614
4615         return table;
4616 }
4617
4618 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4619 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4620                                                         unsigned long pfn)
4621 {
4622 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4623         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4624 #else
4625         return zone->pageblock_flags;
4626 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4627 }
4628
4629 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4630 {
4631 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4632         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4633         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4634 #else
4635         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4636         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4637 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4638 }
4639
4640 /**
4641  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4642  * @page: The page within the block of interest
4643  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4644  * @end_bitidx: The last bit of interest
4645  * returns pageblock_bits flags
4646  */
4647 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4648                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4649 {
4650         struct zone *zone;
4651         unsigned long *bitmap;
4652         unsigned long pfn, bitidx;
4653         unsigned long flags = 0;
4654         unsigned long value = 1;
4655
4656         zone = page_zone(page);
4657         pfn = page_to_pfn(page);
4658         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4659         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4660
4661         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4662                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4663                         flags |= value;
4664
4665         return flags;
4666 }
4667
4668 /**
4669  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4670  * @page: The page within the block of interest
4671  * @start_bitidx: The first bit of interest
4672  * @end_bitidx: The last bit of interest
4673  * @flags: The flags to set
4674  */
4675 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4676                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4677 {
4678         struct zone *zone;
4679         unsigned long *bitmap;
4680         unsigned long pfn, bitidx;
4681         unsigned long value = 1;
4682
4683         zone = page_zone(page);
4684         pfn = page_to_pfn(page);
4685         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4686         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4687         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4688         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4689
4690         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4691                 if (flags & value)
4692                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4693                 else
4694                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4695 }
4696
4697 /*
4698  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4699  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4700  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4701  */
4702
4703 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4704 {
4705         struct zone *zone;
4706         unsigned long flags;
4707         int ret = -EBUSY;
4708
4709         zone = page_zone(page);
4710         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4711         /*
4712          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4713          */
4714         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4715                 goto out;
4716         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4717         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4718         ret = 0;
4719 out:
4720         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4721         if (!ret)
4722                 drain_all_pages();
4723         return ret;
4724 }
4725
4726 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4727 {
4728         struct zone *zone;
4729         unsigned long flags;
4730         zone = page_zone(page);
4731         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4732         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4733                 goto out;
4734         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4735         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4736 out:
4737         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4738 }
4739
4740 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4741 /*
4742  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4743  */
4744 void
4745 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4746 {
4747         struct page *page;
4748         struct zone *zone;
4749         int order, i;
4750         unsigned long pfn;
4751         unsigned long flags;
4752         /* find the first valid pfn */
4753         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4754                 if (pfn_valid(pfn))
4755                         break;
4756         if (pfn == end_pfn)
4757                 return;
4758         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4759         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4760         pfn = start_pfn;
4761         while (pfn < end_pfn) {
4762                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4763                         pfn++;
4764                         continue;
4765                 }
4766                 page = pfn_to_page(pfn);
4767                 BUG_ON(page_count(page));
4768                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4769                 order = page_order(page);
4770 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4771                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4772                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4773 #endif
4774                 list_del(&page->lru);
4775                 rmv_page_order(page);
4776                 zone->free_area[order].nr_free--;
4777                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4778                                       - (1UL << order));
4779                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4780                         SetPageReserved((page+i));
4781                 pfn += (1 << order);
4782         }
4783         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4784 }
4785 #endif