mm/pm: force GFP_NOIO during suspend/hibernation and resume
[linux-2.6.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/kmemcheck.h>
27 #include <linux/module.h>
28 #include <linux/suspend.h>
29 #include <linux/pagevec.h>
30 #include <linux/blkdev.h>
31 #include <linux/slab.h>
32 #include <linux/oom.h>
33 #include <linux/notifier.h>
34 #include <linux/topology.h>
35 #include <linux/sysctl.h>
36 #include <linux/cpu.h>
37 #include <linux/cpuset.h>
38 #include <linux/memory_hotplug.h>
39 #include <linux/nodemask.h>
40 #include <linux/vmalloc.h>
41 #include <linux/mempolicy.h>
42 #include <linux/stop_machine.h>
43 #include <linux/sort.h>
44 #include <linux/pfn.h>
45 #include <linux/backing-dev.h>
46 #include <linux/fault-inject.h>
47 #include <linux/page-isolation.h>
48 #include <linux/page_cgroup.h>
49 #include <linux/debugobjects.h>
50 #include <linux/kmemleak.h>
51 #include <linux/memory.h>
52 #include <trace/events/kmem.h>
53
54 #include <asm/tlbflush.h>
55 #include <asm/div64.h>
56 #include "internal.h"
57
58 /*
59  * Array of node states.
60  */
61 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
62         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
63         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
64 #ifndef CONFIG_NUMA
65         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
66 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
67         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
68 #endif
69         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
70 #endif  /* NUMA */
71 };
72 EXPORT_SYMBOL(node_states);
73
74 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
75 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
76 int percpu_pagelist_fraction;
77 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
78
79 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
80 /*
81  * The following functions are used by the suspend/hibernate code to temporarily
82  * change gfp_allowed_mask in order to avoid using I/O during memory allocations
83  * while devices are suspended.  To avoid races with the suspend/hibernate code,
84  * they should always be called with pm_mutex held (gfp_allowed_mask also should
85  * only be modified with pm_mutex held, unless the suspend/hibernate code is
86  * guaranteed not to run in parallel with that modification).
87  */
88 void set_gfp_allowed_mask(gfp_t mask)
89 {
90         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
91         gfp_allowed_mask = mask;
92 }
93
94 gfp_t clear_gfp_allowed_mask(gfp_t mask)
95 {
96         gfp_t ret = gfp_allowed_mask;
97
98         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
99         gfp_allowed_mask &= ~mask;
100         return ret;
101 }
102 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
103
104 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
105 int pageblock_order __read_mostly;
106 #endif
107
108 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
109
110 /*
111  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
112  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
113  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
114  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
115  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
116  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
117  *
118  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
119  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
120  */
121 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
122 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
123          256,
124 #endif
125 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
126          256,
127 #endif
128 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
129          32,
130 #endif
131          32,
132 };
133
134 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
135
136 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
137 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
138          "DMA",
139 #endif
140 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
141          "DMA32",
142 #endif
143          "Normal",
144 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
145          "HighMem",
146 #endif
147          "Movable",
148 };
149
150 int min_free_kbytes = 1024;
151
152 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
153 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
154 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
155
156 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
157   /*
158    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
159    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
160    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
161    * so the number of times add_active_range() can be called is
162    * related to the number of nodes and the number of holes
163    */
164   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
165     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
166     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
167   #else
168     #if MAX_NUMNODES >= 32
169       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
170       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
171     #else
172       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
173       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
174     #endif
175   #endif
176
177   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
178   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
179   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
180   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
181   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
182   static unsigned long __initdata required_movablecore;
183   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
184
185   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
186   int movable_zone;
187   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
188 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
189
190 #if MAX_NUMNODES > 1
191 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
192 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
193 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
194 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
195 #endif
196
197 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
198
199 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
200 {
201
202         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
203                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
204
205         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
206                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
207 }
208
209 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
210
211 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
212 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
213 {
214         int ret = 0;
215         unsigned seq;
216         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
217
218         do {
219                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
220                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
221                         ret = 1;
222                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
223                         ret = 1;
224         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
225
226         return ret;
227 }
228
229 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
230 {
231         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
232                 return 0;
233         if (zone != page_zone(page))
234                 return 0;
235
236         return 1;
237 }
238 /*
239  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
240  */
241 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
242 {
243         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
244                 return 1;
245         if (!page_is_consistent(zone, page))
246                 return 1;
247
248         return 0;
249 }
250 #else
251 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
252 {
253         return 0;
254 }
255 #endif
256
257 static void bad_page(struct page *page)
258 {
259         static unsigned long resume;
260         static unsigned long nr_shown;
261         static unsigned long nr_unshown;
262
263         /* Don't complain about poisoned pages */
264         if (PageHWPoison(page)) {
265                 __ClearPageBuddy(page);
266                 return;
267         }
268
269         /*
270          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
271          * or allow a steady drip of one report per second.
272          */
273         if (nr_shown == 60) {
274                 if (time_before(jiffies, resume)) {
275                         nr_unshown++;
276                         goto out;
277                 }
278                 if (nr_unshown) {
279                         printk(KERN_ALERT
280                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
281                                 nr_unshown);
282                         nr_unshown = 0;
283                 }
284                 nr_shown = 0;
285         }
286         if (nr_shown++ == 0)
287                 resume = jiffies + 60 * HZ;
288
289         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
290                 current->comm, page_to_pfn(page));
291         printk(KERN_ALERT
292                 "page:%p flags:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%lx\n",
293                 page, (void *)page->flags, page_count(page),
294                 page_mapcount(page), page->mapping, page->index);
295
296         dump_stack();
297 out:
298         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
299         __ClearPageBuddy(page);
300         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
301 }
302
303 /*
304  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
305  *
306  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
307  *
308  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
309  *
310  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
311  * the head page (even the head page has this).
312  *
313  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
314  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
315  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
316  */
317
318 static void free_compound_page(struct page *page)
319 {
320         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
321 }
322
323 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
324 {
325         int i;
326         int nr_pages = 1 << order;
327
328         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
329         set_compound_order(page, order);
330         __SetPageHead(page);
331         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
332                 struct page *p = page + i;
333
334                 __SetPageTail(p);
335                 p->first_page = page;
336         }
337 }
338
339 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
340 {
341         int i;
342         int nr_pages = 1 << order;
343         int bad = 0;
344
345         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
346             unlikely(!PageHead(page))) {
347                 bad_page(page);
348                 bad++;
349         }
350
351         __ClearPageHead(page);
352
353         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
354                 struct page *p = page + i;
355
356                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
357                         bad_page(page);
358                         bad++;
359                 }
360                 __ClearPageTail(p);
361         }
362
363         return bad;
364 }
365
366 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
367 {
368         int i;
369
370         /*
371          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
372          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
373          */
374         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
375         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
376                 clear_highpage(page + i);
377 }
378
379 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
380 {
381         set_page_private(page, order);
382         __SetPageBuddy(page);
383 }
384
385 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
386 {
387         __ClearPageBuddy(page);
388         set_page_private(page, 0);
389 }
390
391 /*
392  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
393  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
394  *
395  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
396  * the following equation:
397  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
398  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
399  * 1 buddy is #10:
400  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
401  *
402  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
403  * satisfies the following equation:
404  *     P = B & ~(1 << O)
405  *
406  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
407  */
408 static inline struct page *
409 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
410 {
411         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
412
413         return page + (buddy_idx - page_idx);
414 }
415
416 static inline unsigned long
417 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
418 {
419         return (page_idx & ~(1 << order));
420 }
421
422 /*
423  * This function checks whether a page is free && is the buddy
424  * we can do coalesce a page and its buddy if
425  * (a) the buddy is not in a hole &&
426  * (b) the buddy is in the buddy system &&
427  * (c) a page and its buddy have the same order &&
428  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
429  *
430  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
431  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
432  *
433  * For recording page's order, we use page_private(page).
434  */
435 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
436                                                                 int order)
437 {
438         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
439                 return 0;
440
441         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
442                 return 0;
443
444         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
445                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
446                 return 1;
447         }
448         return 0;
449 }
450
451 /*
452  * Freeing function for a buddy system allocator.
453  *
454  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
455  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
456  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
457  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
458  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
459  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
460  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
461  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
462  * parts of the VM system.
463  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
464  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
465  * order is recorded in page_private(page) field.
466  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
467  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
468  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
469  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
470  * triggers coalescing into a block of larger size.            
471  *
472  * -- wli
473  */
474
475 static inline void __free_one_page(struct page *page,
476                 struct zone *zone, unsigned int order,
477                 int migratetype)
478 {
479         unsigned long page_idx;
480
481         if (unlikely(PageCompound(page)))
482                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
483                         return;
484
485         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
486
487         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
488
489         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
490         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
491
492         while (order < MAX_ORDER-1) {
493                 unsigned long combined_idx;
494                 struct page *buddy;
495
496                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
497                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
498                         break;
499
500                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
501                 list_del(&buddy->lru);
502                 zone->free_area[order].nr_free--;
503                 rmv_page_order(buddy);
504                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
505                 page = page + (combined_idx - page_idx);
506                 page_idx = combined_idx;
507                 order++;
508         }
509         set_page_order(page, order);
510         list_add(&page->lru,
511                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
512         zone->free_area[order].nr_free++;
513 }
514
515 /*
516  * free_page_mlock() -- clean up attempts to free and mlocked() page.
517  * Page should not be on lru, so no need to fix that up.
518  * free_pages_check() will verify...
519  */
520 static inline void free_page_mlock(struct page *page)
521 {
522         __dec_zone_page_state(page, NR_MLOCK);
523         __count_vm_event(UNEVICTABLE_MLOCKFREED);
524 }
525
526 static inline int free_pages_check(struct page *page)
527 {
528         if (unlikely(page_mapcount(page) |
529                 (page->mapping != NULL)  |
530                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
531                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE))) {
532                 bad_page(page);
533                 return 1;
534         }
535         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
536                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
537         return 0;
538 }
539
540 /*
541  * Frees a number of pages from the PCP lists
542  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
543  * count is the number of pages to free.
544  *
545  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
546  * see if this freeing clears that state.
547  *
548  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
549  * pinned" detection logic.
550  */
551 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
552                                         struct per_cpu_pages *pcp)
553 {
554         int migratetype = 0;
555         int batch_free = 0;
556
557         spin_lock(&zone->lock);
558         zone->all_unreclaimable = 0;
559         zone->pages_scanned = 0;
560
561         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, count);
562         while (count) {
563                 struct page *page;
564                 struct list_head *list;
565
566                 /*
567                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
568                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
569                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
570                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
571                  * lists
572                  */
573                 do {
574                         batch_free++;
575                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
576                                 migratetype = 0;
577                         list = &pcp->lists[migratetype];
578                 } while (list_empty(list));
579
580                 do {
581                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
582                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
583                         list_del(&page->lru);
584                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
585                         __free_one_page(page, zone, 0, page_private(page));
586                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, page_private(page));
587                 } while (--count && --batch_free && !list_empty(list));
588         }
589         spin_unlock(&zone->lock);
590 }
591
592 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
593                                 int migratetype)
594 {
595         spin_lock(&zone->lock);
596         zone->all_unreclaimable = 0;
597         zone->pages_scanned = 0;
598
599         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1 << order);
600         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
601         spin_unlock(&zone->lock);
602 }
603
604 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
605 {
606         unsigned long flags;
607         int i;
608         int bad = 0;
609         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
610
611         trace_mm_page_free_direct(page, order);
612         kmemcheck_free_shadow(page, order);
613
614         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
615                 bad += free_pages_check(page + i);
616         if (bad)
617                 return;
618
619         if (!PageHighMem(page)) {
620                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
621                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
622                                            PAGE_SIZE << order);
623         }
624         arch_free_page(page, order);
625         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
626
627         local_irq_save(flags);
628         if (unlikely(wasMlocked))
629                 free_page_mlock(page);
630         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
631         free_one_page(page_zone(page), page, order,
632                                         get_pageblock_migratetype(page));
633         local_irq_restore(flags);
634 }
635
636 /*
637  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
638  */
639 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
640 {
641         if (order == 0) {
642                 __ClearPageReserved(page);
643                 set_page_count(page, 0);
644                 set_page_refcounted(page);
645                 __free_page(page);
646         } else {
647                 int loop;
648
649                 prefetchw(page);
650                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
651                         struct page *p = &page[loop];
652
653                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
654                                 prefetchw(p + 1);
655                         __ClearPageReserved(p);
656                         set_page_count(p, 0);
657                 }
658
659                 set_page_refcounted(page);
660                 __free_pages(page, order);
661         }
662 }
663
664
665 /*
666  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
667  * Please do not alter this order without good reasons and regression
668  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
669  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
670  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
671  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
672  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
673  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
674  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
675  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
676  *
677  * -- wli
678  */
679 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
680         int low, int high, struct free_area *area,
681         int migratetype)
682 {
683         unsigned long size = 1 << high;
684
685         while (high > low) {
686                 area--;
687                 high--;
688                 size >>= 1;
689                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
690                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
691                 area->nr_free++;
692                 set_page_order(&page[size], high);
693         }
694 }
695
696 /*
697  * This page is about to be returned from the page allocator
698  */
699 static inline int check_new_page(struct page *page)
700 {
701         if (unlikely(page_mapcount(page) |
702                 (page->mapping != NULL)  |
703                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
704                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP))) {
705                 bad_page(page);
706                 return 1;
707         }
708         return 0;
709 }
710
711 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
712 {
713         int i;
714
715         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
716                 struct page *p = page + i;
717                 if (unlikely(check_new_page(p)))
718                         return 1;
719         }
720
721         set_page_private(page, 0);
722         set_page_refcounted(page);
723
724         arch_alloc_page(page, order);
725         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
726
727         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
728                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
729
730         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
731                 prep_compound_page(page, order);
732
733         return 0;
734 }
735
736 /*
737  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
738  * the smallest available page from the freelists
739  */
740 static inline
741 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
742                                                 int migratetype)
743 {
744         unsigned int current_order;
745         struct free_area * area;
746         struct page *page;
747
748         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
749         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
750                 area = &(zone->free_area[current_order]);
751                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
752                         continue;
753
754                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
755                                                         struct page, lru);
756                 list_del(&page->lru);
757                 rmv_page_order(page);
758                 area->nr_free--;
759                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
760                 return page;
761         }
762
763         return NULL;
764 }
765
766
767 /*
768  * This array describes the order lists are fallen back to when
769  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
770  */
771 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
772         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
773         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
774         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
775         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
776 };
777
778 /*
779  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
780  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
781  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
782  */
783 static int move_freepages(struct zone *zone,
784                           struct page *start_page, struct page *end_page,
785                           int migratetype)
786 {
787         struct page *page;
788         unsigned long order;
789         int pages_moved = 0;
790
791 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
792         /*
793          * page_zone is not safe to call in this context when
794          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
795          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
796          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
797          * grouping pages by mobility
798          */
799         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
800 #endif
801
802         for (page = start_page; page <= end_page;) {
803                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
804                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
805
806                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
807                         page++;
808                         continue;
809                 }
810
811                 if (!PageBuddy(page)) {
812                         page++;
813                         continue;
814                 }
815
816                 order = page_order(page);
817                 list_del(&page->lru);
818                 list_add(&page->lru,
819                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
820                 page += 1 << order;
821                 pages_moved += 1 << order;
822         }
823
824         return pages_moved;
825 }
826
827 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
828                                 int migratetype)
829 {
830         unsigned long start_pfn, end_pfn;
831         struct page *start_page, *end_page;
832
833         start_pfn = page_to_pfn(page);
834         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
835         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
836         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
837         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
838
839         /* Do not cross zone boundaries */
840         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
841                 start_page = page;
842         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
843                 return 0;
844
845         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
846 }
847
848 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
849                                         int start_order, int migratetype)
850 {
851         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
852
853         while (nr_pageblocks--) {
854                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
855                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
856         }
857 }
858
859 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
860 static inline struct page *
861 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
862 {
863         struct free_area * area;
864         int current_order;
865         struct page *page;
866         int migratetype, i;
867
868         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
869         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
870                                                 --current_order) {
871                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
872                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
873
874                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
875                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
876                                 continue;
877
878                         area = &(zone->free_area[current_order]);
879                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
880                                 continue;
881
882                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
883                                         struct page, lru);
884                         area->nr_free--;
885
886                         /*
887                          * If breaking a large block of pages, move all free
888                          * pages to the preferred allocation list. If falling
889                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
890                          * agressive about taking ownership of free pages
891                          */
892                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
893                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
894                                         page_group_by_mobility_disabled) {
895                                 unsigned long pages;
896                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
897                                                                 start_migratetype);
898
899                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
900                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
901                                                 page_group_by_mobility_disabled)
902                                         set_pageblock_migratetype(page,
903                                                                 start_migratetype);
904
905                                 migratetype = start_migratetype;
906                         }
907
908                         /* Remove the page from the freelists */
909                         list_del(&page->lru);
910                         rmv_page_order(page);
911
912                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
913                         if (current_order >= pageblock_order)
914                                 change_pageblock_range(page, current_order,
915                                                         start_migratetype);
916
917                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
918
919                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
920                                 start_migratetype, migratetype);
921
922                         return page;
923                 }
924         }
925
926         return NULL;
927 }
928
929 /*
930  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
931  * Call me with the zone->lock already held.
932  */
933 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
934                                                 int migratetype)
935 {
936         struct page *page;
937
938 retry_reserve:
939         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
940
941         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
942                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
943
944                 /*
945                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
946                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
947                  * and we want just one call site
948                  */
949                 if (!page) {
950                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
951                         goto retry_reserve;
952                 }
953         }
954
955         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
956         return page;
957 }
958
959 /* 
960  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
961  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
962  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
963  */
964 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
965                         unsigned long count, struct list_head *list,
966                         int migratetype, int cold)
967 {
968         int i;
969         
970         spin_lock(&zone->lock);
971         for (i = 0; i < count; ++i) {
972                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
973                 if (unlikely(page == NULL))
974                         break;
975
976                 /*
977                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
978                  * in physical page order. The page is added to the callers and
979                  * list and the list head then moves forward. From the callers
980                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
981                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
982                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
983                  * properly.
984                  */
985                 if (likely(cold == 0))
986                         list_add(&page->lru, list);
987                 else
988                         list_add_tail(&page->lru, list);
989                 set_page_private(page, migratetype);
990                 list = &page->lru;
991         }
992         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
993         spin_unlock(&zone->lock);
994         return i;
995 }
996
997 #ifdef CONFIG_NUMA
998 /*
999  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
1000  * currently executing processor on remote nodes after they have
1001  * expired.
1002  *
1003  * Note that this function must be called with the thread pinned to
1004  * a single processor.
1005  */
1006 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
1007 {
1008         unsigned long flags;
1009         int to_drain;
1010
1011         local_irq_save(flags);
1012         if (pcp->count >= pcp->batch)
1013                 to_drain = pcp->batch;
1014         else
1015                 to_drain = pcp->count;
1016         free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
1017         pcp->count -= to_drain;
1018         local_irq_restore(flags);
1019 }
1020 #endif
1021
1022 /*
1023  * Drain pages of the indicated processor.
1024  *
1025  * The processor must either be the current processor and the
1026  * thread pinned to the current processor or a processor that
1027  * is not online.
1028  */
1029 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1030 {
1031         unsigned long flags;
1032         struct zone *zone;
1033
1034         for_each_populated_zone(zone) {
1035                 struct per_cpu_pageset *pset;
1036                 struct per_cpu_pages *pcp;
1037
1038                 local_irq_save(flags);
1039                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1040
1041                 pcp = &pset->pcp;
1042                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1043                 pcp->count = 0;
1044                 local_irq_restore(flags);
1045         }
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1050  */
1051 void drain_local_pages(void *arg)
1052 {
1053         drain_pages(smp_processor_id());
1054 }
1055
1056 /*
1057  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
1058  */
1059 void drain_all_pages(void)
1060 {
1061         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
1062 }
1063
1064 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1065
1066 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1067 {
1068         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1069         unsigned long flags;
1070         int order, t;
1071         struct list_head *curr;
1072
1073         if (!zone->spanned_pages)
1074                 return;
1075
1076         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1077
1078         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
1079         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1080                 if (pfn_valid(pfn)) {
1081                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1082
1083                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1084                                 swsusp_unset_page_free(page);
1085                 }
1086
1087         for_each_migratetype_order(order, t) {
1088                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1089                         unsigned long i;
1090
1091                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1092                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1093                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1094                 }
1095         }
1096         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1097 }
1098 #endif /* CONFIG_PM */
1099
1100 /*
1101  * Free a 0-order page
1102  * cold == 1 ? free a cold page : free a hot page
1103  */
1104 void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1105 {
1106         struct zone *zone = page_zone(page);
1107         struct per_cpu_pages *pcp;
1108         unsigned long flags;
1109         int migratetype;
1110         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
1111
1112         trace_mm_page_free_direct(page, 0);
1113         kmemcheck_free_shadow(page, 0);
1114
1115         if (PageAnon(page))
1116                 page->mapping = NULL;
1117         if (free_pages_check(page))
1118                 return;
1119
1120         if (!PageHighMem(page)) {
1121                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1122                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1123         }
1124         arch_free_page(page, 0);
1125         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1126
1127         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1128         set_page_private(page, migratetype);
1129         local_irq_save(flags);
1130         if (unlikely(wasMlocked))
1131                 free_page_mlock(page);
1132         __count_vm_event(PGFREE);
1133
1134         /*
1135          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1136          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1137          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1138          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1139          * excessively into the page allocator
1140          */
1141         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1142                 if (unlikely(migratetype == MIGRATE_ISOLATE)) {
1143                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1144                         goto out;
1145                 }
1146                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1147         }
1148
1149         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1150         if (cold)
1151                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1152         else
1153                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1154         pcp->count++;
1155         if (pcp->count >= pcp->high) {
1156                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->batch, pcp);
1157                 pcp->count -= pcp->batch;
1158         }
1159
1160 out:
1161         local_irq_restore(flags);
1162 }
1163
1164 /*
1165  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1166  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1167  * Each sub-page must be freed individually.
1168  *
1169  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1170  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1171  */
1172 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1173 {
1174         int i;
1175
1176         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1177         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1178
1179 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1180         /*
1181          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1182          * otherwise free the whole shadow.
1183          */
1184         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1185                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1186 #endif
1187
1188         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1189                 set_page_refcounted(page + i);
1190 }
1191
1192 /*
1193  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1194  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1195  * or two.
1196  */
1197 static inline
1198 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1199                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1200                         int migratetype)
1201 {
1202         unsigned long flags;
1203         struct page *page;
1204         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1205
1206 again:
1207         if (likely(order == 0)) {
1208                 struct per_cpu_pages *pcp;
1209                 struct list_head *list;
1210
1211                 local_irq_save(flags);
1212                 pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1213                 list = &pcp->lists[migratetype];
1214                 if (list_empty(list)) {
1215                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1216                                         pcp->batch, list,
1217                                         migratetype, cold);
1218                         if (unlikely(list_empty(list)))
1219                                 goto failed;
1220                 }
1221
1222                 if (cold)
1223                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1224                 else
1225                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1226
1227                 list_del(&page->lru);
1228                 pcp->count--;
1229         } else {
1230                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1231                         /*
1232                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1233                          *
1234                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1235                          * properly detect and handle allocation failures.
1236                          *
1237                          * We most definitely don't want callers attempting to
1238                          * allocate greater than order-1 page units with
1239                          * __GFP_NOFAIL.
1240                          */
1241                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1242                 }
1243                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1244                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1245                 spin_unlock(&zone->lock);
1246                 if (!page)
1247                         goto failed;
1248                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << order));
1249         }
1250
1251         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1252         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1253         local_irq_restore(flags);
1254
1255         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1256         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1257                 goto again;
1258         return page;
1259
1260 failed:
1261         local_irq_restore(flags);
1262         return NULL;
1263 }
1264
1265 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1266 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1267 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1268 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1269 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1270
1271 /* Mask to get the watermark bits */
1272 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1273
1274 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1275 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1276 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1277
1278 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1279
1280 static struct fail_page_alloc_attr {
1281         struct fault_attr attr;
1282
1283         u32 ignore_gfp_highmem;
1284         u32 ignore_gfp_wait;
1285         u32 min_order;
1286
1287 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1288
1289         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1290         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1291         struct dentry *min_order_file;
1292
1293 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1294
1295 } fail_page_alloc = {
1296         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1297         .ignore_gfp_wait = 1,
1298         .ignore_gfp_highmem = 1,
1299         .min_order = 1,
1300 };
1301
1302 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1303 {
1304         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1305 }
1306 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1307
1308 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1309 {
1310         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1311                 return 0;
1312         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1313                 return 0;
1314         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1315                 return 0;
1316         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1317                 return 0;
1318
1319         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1320 }
1321
1322 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1323
1324 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1325 {
1326         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1327         struct dentry *dir;
1328         int err;
1329
1330         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1331                                        "fail_page_alloc");
1332         if (err)
1333                 return err;
1334         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1335
1336         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1337                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1338                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1339
1340         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1341                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1342                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1343         fail_page_alloc.min_order_file =
1344                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1345                                    &fail_page_alloc.min_order);
1346
1347         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1348             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1349             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1350                 err = -ENOMEM;
1351                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1352                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1353                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1354                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1355         }
1356
1357         return err;
1358 }
1359
1360 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1361
1362 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1363
1364 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1365
1366 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1367 {
1368         return 0;
1369 }
1370
1371 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1372
1373 /*
1374  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1375  * of the allocation.
1376  */
1377 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1378                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1379 {
1380         /* free_pages my go negative - that's OK */
1381         long min = mark;
1382         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1383         int o;
1384
1385         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1386                 min -= min / 2;
1387         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1388                 min -= min / 4;
1389
1390         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1391                 return 0;
1392         for (o = 0; o < order; o++) {
1393                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1394                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1395
1396                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1397                 min >>= 1;
1398
1399                 if (free_pages <= min)
1400                         return 0;
1401         }
1402         return 1;
1403 }
1404
1405 #ifdef CONFIG_NUMA
1406 /*
1407  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1408  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1409  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1410  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1411  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1412  *
1413  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1414  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1415  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1416  *
1417  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1418  * nothing and returns NULL.
1419  *
1420  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1421  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1422  *
1423  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1424  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1425  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1426  * quickly as we can.
1427  */
1428 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1429 {
1430         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1431         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1432
1433         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1434         if (!zlc)
1435                 return NULL;
1436
1437         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1438                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1439                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1440         }
1441
1442         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1443                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1444                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1445         return allowednodes;
1446 }
1447
1448 /*
1449  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1450  * if it is worth looking at further for free memory:
1451  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1452  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1453  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1454  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1455  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1456  * else return false (zero) if it is not.
1457  *
1458  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1459  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1460  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1461  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1462  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1463  * into the second scan of the zonelist.
1464  *
1465  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1466  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1467  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1468  * unturned looking for a free page.
1469  */
1470 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1471                                                 nodemask_t *allowednodes)
1472 {
1473         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1474         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1475         int n;                          /* node that zone *z is on */
1476
1477         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1478         if (!zlc)
1479                 return 1;
1480
1481         i = z - zonelist->_zonerefs;
1482         n = zlc->z_to_n[i];
1483
1484         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1485         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1486 }
1487
1488 /*
1489  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1490  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1491  * from that zone don't waste time re-examining it.
1492  */
1493 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1494 {
1495         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1496         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1497
1498         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1499         if (!zlc)
1500                 return;
1501
1502         i = z - zonelist->_zonerefs;
1503
1504         set_bit(i, zlc->fullzones);
1505 }
1506
1507 #else   /* CONFIG_NUMA */
1508
1509 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1510 {
1511         return NULL;
1512 }
1513
1514 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1515                                 nodemask_t *allowednodes)
1516 {
1517         return 1;
1518 }
1519
1520 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1521 {
1522 }
1523 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1524
1525 /*
1526  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1527  * a page.
1528  */
1529 static struct page *
1530 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1531                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1532                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1533 {
1534         struct zoneref *z;
1535         struct page *page = NULL;
1536         int classzone_idx;
1537         struct zone *zone;
1538         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1539         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1540         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1541
1542         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1543 zonelist_scan:
1544         /*
1545          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1546          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1547          */
1548         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1549                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1550                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1551                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1552                                 continue;
1553                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1554                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1555                                 goto try_next_zone;
1556
1557                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1558                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1559                         unsigned long mark;
1560                         int ret;
1561
1562                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1563                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1564                                     classzone_idx, alloc_flags))
1565                                 goto try_this_zone;
1566
1567                         if (zone_reclaim_mode == 0)
1568                                 goto this_zone_full;
1569
1570                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1571                         switch (ret) {
1572                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1573                                 /* did not scan */
1574                                 goto try_next_zone;
1575                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1576                                 /* scanned but unreclaimable */
1577                                 goto this_zone_full;
1578                         default:
1579                                 /* did we reclaim enough */
1580                                 if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1581                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1582                                         goto this_zone_full;
1583                         }
1584                 }
1585
1586 try_this_zone:
1587                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1588                                                 gfp_mask, migratetype);
1589                 if (page)
1590                         break;
1591 this_zone_full:
1592                 if (NUMA_BUILD)
1593                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1594 try_next_zone:
1595                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1596                         /*
1597                          * we do zlc_setup after the first zone is tried but only
1598                          * if there are multiple nodes make it worthwhile
1599                          */
1600                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1601                         zlc_active = 1;
1602                         did_zlc_setup = 1;
1603                 }
1604         }
1605
1606         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1607                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1608                 zlc_active = 0;
1609                 goto zonelist_scan;
1610         }
1611         return page;
1612 }
1613
1614 static inline int
1615 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1616                                 unsigned long pages_reclaimed)
1617 {
1618         /* Do not loop if specifically requested */
1619         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1620                 return 0;
1621
1622         /*
1623          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1624          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1625          * implementations.
1626          */
1627         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1628                 return 1;
1629
1630         /*
1631          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1632          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1633          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1634          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1635          * allocation still fails, we stop retrying.
1636          */
1637         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1638                 return 1;
1639
1640         /*
1641          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1642          * explicitly requests that.
1643          */
1644         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1645                 return 1;
1646
1647         return 0;
1648 }
1649
1650 static inline struct page *
1651 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1652         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1653         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1654         int migratetype)
1655 {
1656         struct page *page;
1657
1658         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1659         if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1660                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1661                 return NULL;
1662         }
1663
1664         /*
1665          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1666          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1667          * we're still under heavy pressure.
1668          */
1669         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1670                 order, zonelist, high_zoneidx,
1671                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1672                 preferred_zone, migratetype);
1673         if (page)
1674                 goto out;
1675
1676         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
1677                 /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1678                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1679                         goto out;
1680                 /*
1681                  * GFP_THISNODE contains __GFP_NORETRY and we never hit this.
1682                  * Sanity check for bare calls of __GFP_THISNODE, not real OOM.
1683                  * The caller should handle page allocation failure by itself if
1684                  * it specifies __GFP_THISNODE.
1685                  * Note: Hugepage uses it but will hit PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER.
1686                  */
1687                 if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
1688                         goto out;
1689         }
1690         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1691         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order, nodemask);
1692
1693 out:
1694         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1695         return page;
1696 }
1697
1698 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1699 static inline struct page *
1700 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1701         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1702         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1703         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
1704 {
1705         struct page *page = NULL;
1706         struct reclaim_state reclaim_state;
1707         struct task_struct *p = current;
1708
1709         cond_resched();
1710
1711         /* We now go into synchronous reclaim */
1712         cpuset_memory_pressure_bump();
1713         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1714         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1715         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1716         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1717
1718         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1719
1720         p->reclaim_state = NULL;
1721         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1722         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1723
1724         cond_resched();
1725
1726         if (order != 0)
1727                 drain_all_pages();
1728
1729         if (likely(*did_some_progress))
1730                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1731                                         zonelist, high_zoneidx,
1732                                         alloc_flags, preferred_zone,
1733                                         migratetype);
1734         return page;
1735 }
1736
1737 /*
1738  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
1739  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
1740  */
1741 static inline struct page *
1742 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1743         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1744         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1745         int migratetype)
1746 {
1747         struct page *page;
1748
1749         do {
1750                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1751                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
1752                         preferred_zone, migratetype);
1753
1754                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1755                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
1756         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
1757
1758         return page;
1759 }
1760
1761 static inline
1762 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
1763                                                 enum zone_type high_zoneidx)
1764 {
1765         struct zoneref *z;
1766         struct zone *zone;
1767
1768         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1769                 wakeup_kswapd(zone, order);
1770 }
1771
1772 static inline int
1773 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
1774 {
1775         struct task_struct *p = current;
1776         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
1777         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1778
1779         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
1780         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != ALLOC_HIGH);
1781
1782         /*
1783          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1784          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1785          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1786          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1787          */
1788         alloc_flags |= (gfp_mask & __GFP_HIGH);
1789
1790         if (!wait) {
1791                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1792                 /*
1793                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1794                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1795                  */
1796                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
1797         } else if (unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt())
1798                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1799
1800         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
1801                 if (!in_interrupt() &&
1802                     ((p->flags & PF_MEMALLOC) ||
1803                      unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
1804                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
1805         }
1806
1807         return alloc_flags;
1808 }
1809
1810 static inline struct page *
1811 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1812         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1813         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1814         int migratetype)
1815 {
1816         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1817         struct page *page = NULL;
1818         int alloc_flags;
1819         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1820         unsigned long did_some_progress;
1821         struct task_struct *p = current;
1822
1823         /*
1824          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
1825          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
1826          * be using allocators in order of preference for an area that is
1827          * too large.
1828          */
1829         if (order >= MAX_ORDER) {
1830                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
1831                 return NULL;
1832         }
1833
1834         /*
1835          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1836          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1837          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1838          * using a larger set of nodes after it has established that the
1839          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1840          * over allocated.
1841          */
1842         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1843                 goto nopage;
1844
1845 restart:
1846         wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx);
1847
1848         /*
1849          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1850          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1851          * to how we want to proceed.
1852          */
1853         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
1854
1855         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
1856         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1857                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
1858                         preferred_zone, migratetype);
1859         if (page)
1860                 goto got_pg;
1861
1862 rebalance:
1863         /* Allocate without watermarks if the context allows */
1864         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
1865                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
1866                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1867                                 preferred_zone, migratetype);
1868                 if (page)
1869                         goto got_pg;
1870         }
1871
1872         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1873         if (!wait)
1874                 goto nopage;
1875
1876         /* Avoid recursion of direct reclaim */
1877         if (p->flags & PF_MEMALLOC)
1878                 goto nopage;
1879
1880         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
1881         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
1882                 goto nopage;
1883
1884         /* Try direct reclaim and then allocating */
1885         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
1886                                         zonelist, high_zoneidx,
1887                                         nodemask,
1888                                         alloc_flags, preferred_zone,
1889                                         migratetype, &did_some_progress);
1890         if (page)
1891                 goto got_pg;
1892
1893         /*
1894          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
1895          * running out of options and have to consider going OOM
1896          */
1897         if (!did_some_progress) {
1898                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1899                         if (oom_killer_disabled)
1900                                 goto nopage;
1901                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
1902                                         zonelist, high_zoneidx,
1903                                         nodemask, preferred_zone,
1904                                         migratetype);
1905                         if (page)
1906                                 goto got_pg;
1907
1908                         /*
1909                          * The OOM killer does not trigger for high-order
1910                          * ~__GFP_NOFAIL allocations so if no progress is being
1911                          * made, there are no other options and retrying is
1912                          * unlikely to help.
1913                          */
1914                         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
1915                                                 !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
1916                                 goto nopage;
1917
1918                         goto restart;
1919                 }
1920         }
1921
1922         /* Check if we should retry the allocation */
1923         pages_reclaimed += did_some_progress;
1924         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
1925                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
1926                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
1927                 goto rebalance;
1928         }
1929
1930 nopage:
1931         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1932                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1933                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1934                         p->comm, order, gfp_mask);
1935                 dump_stack();
1936                 show_mem();
1937         }
1938         return page;
1939 got_pg:
1940         if (kmemcheck_enabled)
1941                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
1942         return page;
1943
1944 }
1945
1946 /*
1947  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1948  */
1949 struct page *
1950 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1951                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1952 {
1953         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1954         struct zone *preferred_zone;
1955         struct page *page;
1956         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
1957
1958         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
1959
1960         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
1961
1962         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
1963
1964         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1965                 return NULL;
1966
1967         /*
1968          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
1969          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
1970          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
1971          */
1972         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
1973                 return NULL;
1974
1975         /* The preferred zone is used for statistics later */
1976         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask, &preferred_zone);
1977         if (!preferred_zone)
1978                 return NULL;
1979
1980         /* First allocation attempt */
1981         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1982                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
1983                         preferred_zone, migratetype);
1984         if (unlikely(!page))
1985                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
1986                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1987                                 preferred_zone, migratetype);
1988
1989         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
1990         return page;
1991 }
1992 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
1993
1994 /*
1995  * Common helper functions.
1996  */
1997 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1998 {
1999         struct page *page;
2000
2001         /*
2002          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
2003          * a highmem page
2004          */
2005         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
2006
2007         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
2008         if (!page)
2009                 return 0;
2010         return (unsigned long) page_address(page);
2011 }
2012 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2013
2014 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2015 {
2016         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2017 }
2018 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2019
2020 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
2021 {
2022         int i = pagevec_count(pvec);
2023
2024         while (--i >= 0) {
2025                 trace_mm_pagevec_free(pvec->pages[i], pvec->cold);
2026                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
2027         }
2028 }
2029
2030 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2031 {
2032         if (put_page_testzero(page)) {
2033                 if (order == 0)
2034                         free_hot_cold_page(page, 0);
2035                 else
2036                         __free_pages_ok(page, order);
2037         }
2038 }
2039
2040 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2041
2042 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2043 {
2044         if (addr != 0) {
2045                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2046                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2047         }
2048 }
2049
2050 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2051
2052 /**
2053  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2054  * @size: the number of bytes to allocate
2055  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2056  *
2057  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2058  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2059  * allocate memory in power-of-two pages.
2060  *
2061  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2062  *
2063  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2064  */
2065 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2066 {
2067         unsigned int order = get_order(size);
2068         unsigned long addr;
2069
2070         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2071         if (addr) {
2072                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2073                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2074
2075                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2076                 while (used < alloc_end) {
2077                         free_page(used);
2078                         used += PAGE_SIZE;
2079                 }
2080         }
2081
2082         return (void *)addr;
2083 }
2084 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2085
2086 /**
2087  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2088  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2089  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2090  *
2091  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2092  */
2093 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2094 {
2095         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2096         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2097
2098         while (addr < end) {
2099                 free_page(addr);
2100                 addr += PAGE_SIZE;
2101         }
2102 }
2103 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2104
2105 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
2106 {
2107         struct zoneref *z;
2108         struct zone *zone;
2109
2110         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2111         unsigned int sum = 0;
2112
2113         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2114
2115         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2116                 unsigned long size = zone->present_pages;
2117                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2118                 if (size > high)
2119                         sum += size - high;
2120         }
2121
2122         return sum;
2123 }
2124
2125 /*
2126  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
2127  */
2128 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
2129 {
2130         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2131 }
2132 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2133
2134 /*
2135  * Amount of free RAM allocatable within all zones
2136  */
2137 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
2138 {
2139         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2140 }
2141
2142 static inline void show_node(struct zone *zone)
2143 {
2144         if (NUMA_BUILD)
2145                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2146 }
2147
2148 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2149 {
2150         val->totalram = totalram_pages;
2151         val->sharedram = 0;
2152         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2153         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2154         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2155         val->freehigh = nr_free_highpages();
2156         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2157 }
2158
2159 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2160
2161 #ifdef CONFIG_NUMA
2162 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2163 {
2164         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2165
2166         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2167         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2168 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2169         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2170         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2171                         NR_FREE_PAGES);
2172 #else
2173         val->totalhigh = 0;
2174         val->freehigh = 0;
2175 #endif
2176         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2177 }
2178 #endif
2179
2180 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2181
2182 /*
2183  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2184  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2185  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2186  */
2187 void show_free_areas(void)
2188 {
2189         int cpu;
2190         struct zone *zone;
2191
2192         for_each_populated_zone(zone) {
2193                 show_node(zone);
2194                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2195
2196                 for_each_online_cpu(cpu) {
2197                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2198
2199                         pageset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
2200
2201                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2202                                cpu, pageset->pcp.high,
2203                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2204                 }
2205         }
2206
2207         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
2208                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
2209                 " unevictable:%lu"
2210                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2211                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
2212                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2213                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2214                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2215                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
2216                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2217                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2218                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
2219                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2220                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2221                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2222                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2223                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2224                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
2225                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2226                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2227                 global_page_state(NR_SHMEM),
2228                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2229                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2230
2231         for_each_populated_zone(zone) {
2232                 int i;
2233
2234                 show_node(zone);
2235                 printk("%s"
2236                         " free:%lukB"
2237                         " min:%lukB"
2238                         " low:%lukB"
2239                         " high:%lukB"
2240                         " active_anon:%lukB"
2241                         " inactive_anon:%lukB"
2242                         " active_file:%lukB"
2243                         " inactive_file:%lukB"
2244                         " unevictable:%lukB"
2245                         " isolated(anon):%lukB"
2246                         " isolated(file):%lukB"
2247                         " present:%lukB"
2248                         " mlocked:%lukB"
2249                         " dirty:%lukB"
2250                         " writeback:%lukB"
2251                         " mapped:%lukB"
2252                         " shmem:%lukB"
2253                         " slab_reclaimable:%lukB"
2254                         " slab_unreclaimable:%lukB"
2255                         " kernel_stack:%lukB"
2256                         " pagetables:%lukB"
2257                         " unstable:%lukB"
2258                         " bounce:%lukB"
2259                         " writeback_tmp:%lukB"
2260                         " pages_scanned:%lu"
2261                         " all_unreclaimable? %s"
2262                         "\n",
2263                         zone->name,
2264                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2265                         K(min_wmark_pages(zone)),
2266                         K(low_wmark_pages(zone)),
2267                         K(high_wmark_pages(zone)),
2268                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2269                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2270                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2271                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2272                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2273                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
2274                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
2275                         K(zone->present_pages),
2276                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
2277                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
2278                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
2279                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
2280                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
2281                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
2282                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
2283                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
2284                                 THREAD_SIZE / 1024,
2285                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
2286                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
2287                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
2288                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
2289                         zone->pages_scanned,
2290                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
2291                         );
2292                 printk("lowmem_reserve[]:");
2293                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2294                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2295                 printk("\n");
2296         }
2297
2298         for_each_populated_zone(zone) {
2299                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2300
2301                 show_node(zone);
2302                 printk("%s: ", zone->name);
2303
2304                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2305                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2306                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2307                         total += nr[order] << order;
2308                 }
2309                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2310                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2311                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2312                 printk("= %lukB\n", K(total));
2313         }
2314
2315         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2316
2317         show_swap_cache_info();
2318 }
2319
2320 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2321 {
2322         zoneref->zone = zone;
2323         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2324 }
2325
2326 /*
2327  * Builds allocation fallback zone lists.
2328  *
2329  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2330  */
2331 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2332                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2333 {
2334         struct zone *zone;
2335
2336         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2337         zone_type++;
2338
2339         do {
2340                 zone_type--;
2341                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2342                 if (populated_zone(zone)) {
2343                         zoneref_set_zone(zone,
2344                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2345                         check_highest_zone(zone_type);
2346                 }
2347
2348         } while (zone_type);
2349         return nr_zones;
2350 }
2351
2352
2353 /*
2354  *  zonelist_order:
2355  *  0 = automatic detection of better ordering.
2356  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2357  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2358  *
2359  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2360  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2361  */
2362 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2363 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2364 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2365
2366 /* zonelist order in the kernel.
2367  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2368  */
2369 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2370 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2371
2372
2373 #ifdef CONFIG_NUMA
2374 /* The value user specified ....changed by config */
2375 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2376 /* string for sysctl */
2377 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2378 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2379
2380 /*
2381  * interface for configure zonelist ordering.
2382  * command line option "numa_zonelist_order"
2383  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2384  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2385  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2386  */
2387
2388 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2389 {
2390         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2391                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2392         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2393                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2394         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2395                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2396         } else {
2397                 printk(KERN_WARNING
2398                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2399                         "%s\n", s);
2400                 return -EINVAL;
2401         }
2402         return 0;
2403 }
2404
2405 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2406 {
2407         if (s)
2408                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2409         return 0;
2410 }
2411 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2412
2413 /*
2414  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2415  */
2416 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2417                 void __user *buffer, size_t *length,
2418                 loff_t *ppos)
2419 {
2420         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2421         int ret;
2422         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
2423
2424         mutex_lock(&zl_order_mutex);
2425         if (write)
2426                 strcpy(saved_string, (char*)table->data);
2427         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
2428         if (ret)
2429                 goto out;
2430         if (write) {
2431                 int oldval = user_zonelist_order;
2432                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2433                         /*
2434                          * bogus value.  restore saved string
2435                          */
2436                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2437                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2438                         user_zonelist_order = oldval;
2439                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2440                         build_all_zonelists();
2441         }
2442 out:
2443         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
2444         return ret;
2445 }
2446
2447
2448 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
2449 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2450
2451 /**
2452  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2453  * @node: node whose fallback list we're appending
2454  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2455  *
2456  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2457  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2458  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2459  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2460  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2461  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2462  * on them otherwise.
2463  * It returns -1 if no node is found.
2464  */
2465 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2466 {
2467         int n, val;
2468         int min_val = INT_MAX;
2469         int best_node = -1;
2470         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2471
2472         /* Use the local node if we haven't already */
2473         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2474                 node_set(node, *used_node_mask);
2475                 return node;
2476         }
2477
2478         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2479
2480                 /* Don't want a node to appear more than once */
2481                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2482                         continue;
2483
2484                 /* Use the distance array to find the distance */
2485                 val = node_distance(node, n);
2486
2487                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2488                 val += (n < node);
2489
2490                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2491                 tmp = cpumask_of_node(n);
2492                 if (!cpumask_empty(tmp))
2493                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2494
2495                 /* Slight preference for less loaded node */
2496                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2497                 val += node_load[n];
2498
2499                 if (val < min_val) {
2500                         min_val = val;
2501                         best_node = n;
2502                 }
2503         }
2504
2505         if (best_node >= 0)
2506                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2507
2508         return best_node;
2509 }
2510
2511
2512 /*
2513  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2514  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2515  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2516  */
2517 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2518 {
2519         int j;
2520         struct zonelist *zonelist;
2521
2522         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2523         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2524                 ;
2525         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2526                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2527         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2528         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2529 }
2530
2531 /*
2532  * Build gfp_thisnode zonelists
2533  */
2534 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2535 {
2536         int j;
2537         struct zonelist *zonelist;
2538
2539         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2540         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2541         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2542         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2543 }
2544
2545 /*
2546  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2547  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2548  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2549  * may still exist in local DMA zone.
2550  */
2551 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2552
2553 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2554 {
2555         int pos, j, node;
2556         int zone_type;          /* needs to be signed */
2557         struct zone *z;
2558         struct zonelist *zonelist;
2559
2560         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2561         pos = 0;
2562         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2563                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2564                         node = node_order[j];
2565                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2566                         if (populated_zone(z)) {
2567                                 zoneref_set_zone(z,
2568                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2569                                 check_highest_zone(zone_type);
2570                         }
2571                 }
2572         }
2573         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2574         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2575 }
2576
2577 static int default_zonelist_order(void)
2578 {
2579         int nid, zone_type;
2580         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2581         struct zone *z;
2582         int average_size;
2583         /*
2584          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2585          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2586          * into OOM very easily.
2587          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2588          */
2589         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2590         low_kmem_size = 0;
2591         total_size = 0;
2592         for_each_online_node(nid) {
2593                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2594                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2595                         if (populated_zone(z)) {
2596                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2597                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2598                                 total_size += z->present_pages;
2599                         }
2600                 }
2601         }
2602         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2603             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2604                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2605         /*
2606          * look into each node's config.
2607          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2608          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2609          */
2610         average_size = total_size /
2611                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2612         for_each_online_node(nid) {
2613                 low_kmem_size = 0;
2614                 total_size = 0;
2615                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2616                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2617                         if (populated_zone(z)) {
2618                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2619                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2620                                 total_size += z->present_pages;
2621                         }
2622                 }
2623                 if (low_kmem_size &&
2624                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2625                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2626                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2627         }
2628         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2629 }
2630
2631 static void set_zonelist_order(void)
2632 {
2633         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2634                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2635         else
2636                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2637 }
2638
2639 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2640 {
2641         int j, node, load;
2642         enum zone_type i;
2643         nodemask_t used_mask;
2644         int local_node, prev_node;
2645         struct zonelist *zonelist;
2646         int order = current_zonelist_order;
2647
2648         /* initialize zonelists */
2649         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2650                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2651                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2652                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2653         }
2654
2655         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2656         local_node = pgdat->node_id;
2657         load = nr_online_nodes;
2658         prev_node = local_node;
2659         nodes_clear(used_mask);
2660
2661         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2662         j = 0;
2663
2664         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2665                 int distance = node_distance(local_node, node);
2666
2667                 /*
2668                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2669                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2670                  */
2671                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2672                         zone_reclaim_mode = 1;
2673
2674                 /*
2675                  * We don't want to pressure a particular node.
2676                  * So adding penalty to the first node in same
2677                  * distance group to make it round-robin.
2678                  */
2679                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2680                         node_load[node] = load;
2681
2682                 prev_node = node;
2683                 load--;
2684                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2685                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2686                 else
2687                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2688         }
2689
2690         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2691                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2692                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2693         }
2694
2695         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2696 }
2697
2698 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2699 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2700 {
2701         struct zonelist *zonelist;
2702         struct zonelist_cache *zlc;
2703         struct zoneref *z;
2704
2705         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2706         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2707         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2708         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2709                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2710 }
2711
2712
2713 #else   /* CONFIG_NUMA */
2714
2715 static void set_zonelist_order(void)
2716 {
2717         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2718 }
2719
2720 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2721 {
2722         int node, local_node;
2723         enum zone_type j;
2724         struct zonelist *zonelist;
2725
2726         local_node = pgdat->node_id;
2727
2728         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2729         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2730
2731         /*
2732          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2733          * of all the other nodes.
2734          * We don't want to pressure a particular node, so when
2735          * building the zones for node N, we make sure that the
2736          * zones coming right after the local ones are those from
2737          * node N+1 (modulo N)
2738          */
2739         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2740                 if (!node_online(node))
2741                         continue;
2742                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2743                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2744         }
2745         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2746                 if (!node_online(node))
2747                         continue;
2748                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2749                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2750         }
2751
2752         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2753         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2754 }
2755
2756 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2757 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2758 {
2759         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2760 }
2761
2762 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2763
2764 /*
2765  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2766  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2767  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2768  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2769  * with interrupts disabled.
2770  *
2771  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2772  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2773  * hotplugged processors.
2774  *
2775  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2776  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2777  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2778  */
2779 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
2780 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
2781
2782 /* return values int ....just for stop_machine() */
2783 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2784 {
2785         int nid;
2786         int cpu;
2787
2788 #ifdef CONFIG_NUMA
2789         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2790 #endif
2791         for_each_online_node(nid) {
2792                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2793
2794                 build_zonelists(pgdat);
2795                 build_zonelist_cache(pgdat);
2796         }
2797
2798         /*
2799          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
2800          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
2801          * each zone will be allocated later when the per cpu
2802          * allocator is available.
2803          *
2804          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
2805          * cpus if the system is already booted because the pagesets
2806          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
2807          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
2808          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
2809          * (a chicken-egg dilemma).
2810          */
2811         for_each_possible_cpu(cpu)
2812                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
2813
2814         return 0;
2815 }
2816
2817 void build_all_zonelists(void)
2818 {
2819         set_zonelist_order();
2820
2821         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2822                 __build_all_zonelists(NULL);
2823                 mminit_verify_zonelist();
2824                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2825         } else {
2826                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2827                    of zonelist */
2828                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2829                 /* cpuset refresh routine should be here */
2830         }
2831         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2832         /*
2833          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2834          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2835          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2836          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2837          * disabled and enable it later
2838          */
2839         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2840                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2841         else
2842                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2843
2844         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2845                 "Total pages: %ld\n",
2846                         nr_online_nodes,
2847                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2848                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2849                         vm_total_pages);
2850 #ifdef CONFIG_NUMA
2851         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2852 #endif
2853 }
2854
2855 /*
2856  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2857  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2858  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2859  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2860  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2861  * conservative, even though it seems large.
2862  *
2863  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2864  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2865  */
2866 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2867
2868 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2869 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2870 {
2871         unsigned long size = 1;
2872
2873         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2874
2875         while (size < pages)
2876                 size <<= 1;
2877
2878         /*
2879          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2880          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2881          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2882          */
2883         size = min(size, 4096UL);
2884
2885         return max(size, 4UL);
2886 }
2887 #else
2888 /*
2889  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2890  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2891  *
2892  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2893  *
2894  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2895  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2896  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2897  *
2898  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2899  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2900  *
2901  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2902  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2903  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2904  */
2905 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2906 {
2907         return 4096UL;
2908 }
2909 #endif
2910
2911 /*
2912  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2913  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2914  * hash function before the remainder is taken.
2915  */
2916 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2917 {
2918         return ffz(~size);
2919 }
2920
2921 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2922
2923 /*
2924  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2925  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
2926  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2927  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2928  * blocks as reclaim kicks in
2929  */
2930 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2931 {
2932         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2933         struct page *page;
2934         unsigned long block_migratetype;
2935         int reserve;
2936
2937         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2938         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2939         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2940         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
2941                                                         pageblock_order;
2942
2943         /*
2944          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
2945          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
2946          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
2947          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
2948          * future allocation of hugepages at runtime.
2949          */
2950         reserve = min(2, reserve);
2951
2952         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2953                 if (!pfn_valid(pfn))
2954                         continue;
2955                 page = pfn_to_page(pfn);
2956
2957                 /* Watch out for overlapping nodes */
2958                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2959                         continue;
2960
2961                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2962                 if (PageReserved(page))
2963                         continue;
2964
2965                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2966
2967                 /* If this block is reserved, account for it */
2968                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2969                         reserve--;
2970                         continue;
2971                 }
2972
2973                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2974                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2975                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2976                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2977                         reserve--;
2978                         continue;
2979                 }
2980
2981                 /*
2982                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2983                  * take it back
2984                  */
2985                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2986                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2987                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2988                 }
2989         }
2990 }
2991
2992 /*
2993  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2994  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2995  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2996  */
2997 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2998                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2999 {
3000         struct page *page;
3001         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
3002         unsigned long pfn;
3003         struct zone *z;
3004
3005         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
3006                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
3007
3008         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
3009         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3010                 /*
3011                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
3012                  * handed to this function.  They do not
3013                  * exist on hotplugged memory.
3014                  */
3015                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
3016                         if (!early_pfn_valid(pfn))
3017                                 continue;
3018                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
3019                                 continue;
3020                 }
3021                 page = pfn_to_page(pfn);
3022                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
3023                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
3024                 init_page_count(page);
3025                 reset_page_mapcount(page);
3026                 SetPageReserved(page);
3027                 /*
3028                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
3029                  * movable at startup. This will force kernel allocations
3030                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
3031                  * the address space during boot when many long-lived
3032                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
3033                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
3034                  * setup_zone_migrate_reserve()
3035                  *
3036                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
3037                  * can be created for invalid pages (for alignment)
3038                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
3039                  * pfn out of zone.
3040                  */
3041                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
3042                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
3043                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
3044                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3045
3046                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
3047 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
3048                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3049                 if (!is_highmem_idx(zone))
3050                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3051 #endif
3052         }
3053 }
3054
3055 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3056 {
3057         int order, t;
3058         for_each_migratetype_order(order, t) {
3059                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3060                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3061         }
3062 }
3063
3064 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3065 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3066         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3067 #endif
3068
3069 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
3070 {
3071 #ifdef CONFIG_MMU
3072         int batch;
3073
3074         /*
3075          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3076          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
3077          *
3078          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
3079          */
3080         batch = zone->present_pages / 1024;
3081         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
3082                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
3083         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
3084         if (batch < 1)
3085                 batch = 1;
3086
3087         /*
3088          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
3089          * of 2 value was found to be more likely to have
3090          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
3091          *
3092          * For example if 2 tasks are alternately allocating
3093          * batches of pages, one task can end up with a lot
3094          * of pages of one half of the possible page colors
3095          * and the other with pages of the other colors.
3096          */
3097         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
3098
3099         return batch;
3100
3101 #else
3102         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
3103          * conditions.
3104          *
3105          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
3106          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
3107          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
3108          *
3109          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
3110          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
3111          * can be a significant delay between the individual batches being
3112          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
3113          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
3114          */
3115         return 0;
3116 #endif
3117 }
3118
3119 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
3120 {
3121         struct per_cpu_pages *pcp;
3122         int migratetype;
3123
3124         memset(p, 0, sizeof(*p));
3125
3126         pcp = &p->pcp;
3127         pcp->count = 0;
3128         pcp->high = 6 * batch;
3129         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
3130         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
3131                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
3132 }
3133
3134 /*
3135  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
3136  * to the value high for the pageset p.
3137  */
3138
3139 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
3140                                 unsigned long high)
3141 {
3142         struct per_cpu_pages *pcp;
3143
3144         pcp = &p->pcp;
3145         pcp->high = high;
3146         pcp->batch = max(1UL, high/4);
3147         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
3148                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
3149 }
3150
3151 /*
3152  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
3153  * Before this call only boot pagesets were available.
3154  * Boot pagesets will no longer be used by this processorr
3155  * after setup_per_cpu_pageset().
3156  */
3157 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
3158 {
3159         struct zone *zone;
3160         int cpu;
3161
3162         for_each_populated_zone(zone) {
3163                 zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
3164
3165                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3166                         struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3167
3168                         setup_pageset(pcp, zone_batchsize(zone));
3169
3170                         if (percpu_pagelist_fraction)
3171                                 setup_pagelist_highmark(pcp,
3172                                         (zone->present_pages /
3173                                                 percpu_pagelist_fraction));
3174                 }
3175         }
3176 }
3177
3178 static noinline __init_refok
3179 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3180 {
3181         int i;
3182         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3183         size_t alloc_size;
3184
3185         /*
3186          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3187          * per zone.
3188          */
3189         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3190                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3191         zone->wait_table_bits =
3192                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3193         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3194                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3195
3196         if (!slab_is_available()) {
3197                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3198                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
3199         } else {
3200                 /*
3201                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3202                  * via memory hot-add.
3203                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3204                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3205                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3206                  * node itself as well.
3207                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3208                  * necessary.
3209                  */
3210                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3211         }
3212         if (!zone->wait_table)
3213                 return -ENOMEM;
3214
3215         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3216                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3217
3218         return 0;
3219 }
3220
3221 static int __zone_pcp_update(void *data)
3222 {
3223         struct zone *zone = data;
3224         int cpu;
3225         unsigned long batch = zone_batchsize(zone), flags;
3226
3227         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
3228                 struct per_cpu_pageset *pset;
3229                 struct per_cpu_pages *pcp;
3230
3231                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3232                 pcp = &pset->pcp;
3233
3234                 local_irq_save(flags);
3235                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
3236                 setup_pageset(pset, batch);
3237                 local_irq_restore(flags);
3238         }
3239         return 0;
3240 }
3241
3242 void zone_pcp_update(struct zone *zone)
3243 {
3244         stop_machine(__zone_pcp_update, zone, NULL);
3245 }
3246
3247 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3248 {
3249         /*
3250          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
3251          * relies on the ability of the linker to provide the
3252          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
3253          */
3254         zone->pageset = &boot_pageset;
3255
3256         if (zone->present_pages)
3257                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
3258                         zone->name, zone->present_pages,
3259                                          zone_batchsize(zone));
3260 }
3261
3262 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3263                                         unsigned long zone_start_pfn,
3264                                         unsigned long size,
3265                                         enum memmap_context context)
3266 {
3267         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3268         int ret;
3269         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3270         if (ret)
3271                 return ret;
3272         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3273
3274         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3275
3276         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3277                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3278                         pgdat->node_id,
3279                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3280                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3281
3282         zone_init_free_lists(zone);
3283
3284         return 0;
3285 }
3286
3287 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3288 /*
3289  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3290  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3291  */
3292 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3293 {
3294         int i;
3295
3296         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3297                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3298                         return i;
3299
3300         return -1;
3301 }
3302
3303 /*
3304  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3305  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3306  */
3307 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3308 {
3309         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3310                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3311                         return index;
3312
3313         return -1;
3314 }
3315
3316 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3317 /*
3318  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3319  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3320  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3321  * alternative
3322  */
3323 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3324 {
3325         int i;
3326
3327         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3328                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3329                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3330
3331                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3332                         return early_node_map[i].nid;
3333         }
3334         /* This is a memory hole */
3335         return -1;
3336 }
3337 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3338
3339 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3340 {
3341         int nid;
3342
3343         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3344         if (nid >= 0)
3345                 return nid;
3346         /* just returns 0 */
3347         return 0;
3348 }
3349
3350 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3351 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3352 {
3353         int nid;
3354
3355         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3356         if (nid >= 0 && nid != node)
3357                 return false;
3358         return true;
3359 }
3360 #endif
3361
3362 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3363 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3364         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3365                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3366
3367 /**
3368  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3369  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3370  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3371  *
3372  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3373  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3374  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3375  */
3376 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3377                                                 unsigned long max_low_pfn)
3378 {
3379         int i;
3380
3381         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3382                 unsigned long size_pages = 0;
3383                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3384
3385                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3386                         continue;
3387
3388                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3389                         end_pfn = max_low_pfn;
3390
3391                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3392                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3393                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3394                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3395         }
3396 }
3397
3398 int __init add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
3399                                    int nr_range, int nid)
3400 {
3401         int i;
3402         u64 start, end;
3403
3404         /* need to go over early_node_map to find out good range for node */
3405         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3406                 start = early_node_map[i].start_pfn;
3407                 end = early_node_map[i].end_pfn;
3408                 nr_range = add_range(range, az, nr_range, start, end);
3409         }
3410         return nr_range;
3411 }
3412
3413 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
3414 void * __init __alloc_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
3415                                         u64 goal, u64 limit)
3416 {
3417         int i;
3418         void *ptr;
3419
3420         /* need to go over early_node_map to find out good range for node */
3421         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3422                 u64 addr;
3423                 u64 ei_start, ei_last;
3424
3425                 ei_last = early_node_map[i].end_pfn;
3426                 ei_last <<= PAGE_SHIFT;
3427                 ei_start = early_node_map[i].start_pfn;
3428                 ei_start <<= PAGE_SHIFT;
3429                 addr = find_early_area(ei_start, ei_last,
3430                                          goal, limit, size, align);
3431
3432                 if (addr == -1ULL)
3433                         continue;
3434
3435 #if 0
3436                 printk(KERN_DEBUG "alloc (nid=%d %llx - %llx) (%llx - %llx) %llx %llx => %llx\n",
3437                                 nid,
3438                                 ei_start, ei_last, goal, limit, size,
3439                                 align, addr);
3440 #endif
3441
3442                 ptr = phys_to_virt(addr);
3443                 memset(ptr, 0, size);
3444                 reserve_early_without_check(addr, addr + size, "BOOTMEM");
3445                 return ptr;
3446         }
3447
3448         return NULL;
3449 }
3450 #endif
3451
3452
3453 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3454 {
3455         int i;
3456         int ret;
3457
3458         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3459                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3460                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3461                 if (ret)
3462                         break;
3463         }
3464 }
3465 /**
3466  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3467  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3468  *
3469  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3470  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3471  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3472  */
3473 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3474 {
3475         int i;
3476
3477         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3478                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3479                                 early_node_map[i].start_pfn,
3480                                 early_node_map[i].end_pfn);
3481 }
3482
3483 /**
3484  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3485  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3486  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3487  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3488  *
3489  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3490  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3491  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3492  * PFNs will be 0.
3493  */
3494 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3495                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3496 {
3497         int i;
3498         *start_pfn = -1UL;
3499         *end_pfn = 0;
3500
3501         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3502                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3503                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3504         }
3505
3506         if (*start_pfn == -1UL)
3507                 *start_pfn = 0;
3508 }
3509
3510 /*
3511  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3512  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3513  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3514  */
3515 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3516 {
3517         int zone_index;
3518         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3519                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3520                         continue;
3521
3522                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3523                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3524                         break;
3525         }
3526
3527         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3528         movable_zone = zone_index;
3529 }
3530
3531 /*
3532  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3533  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3534  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3535  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3536  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3537  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3538  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3539  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3540  */
3541 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3542                                         unsigned long zone_type,
3543                                         unsigned long node_start_pfn,
3544                                         unsigned long node_end_pfn,
3545                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3546                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3547 {
3548         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3549         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3550                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3551                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3552                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3553                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3554                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3555
3556                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3557                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3558                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3559                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3560
3561                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3562                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3563                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3564         }
3565 }
3566
3567 /*
3568  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3569  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3570  */
3571 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3572                                         unsigned long zone_type,
3573                                         unsigned long *ignored)
3574 {
3575         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3576         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3577
3578         /* Get the start and end of the node and zone */
3579         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3580         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3581         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3582         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3583                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3584                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3585
3586         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3587         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3588                 return 0;
3589
3590         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3591         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3592         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3593
3594         /* Return the spanned pages */
3595         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3596 }
3597
3598 /*
3599  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3600  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3601  */
3602 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3603                                 unsigned long range_start_pfn,
3604                                 unsigned long range_end_pfn)
3605 {
3606         int i = 0;
3607         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3608         unsigned long start_pfn;
3609
3610         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3611         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3612         if (i == -1)
3613                 return 0;
3614
3615         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3616
3617         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3618         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3619                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3620
3621         /* Find all holes for the zone within the node */
3622         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3623
3624                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3625                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3626                         break;
3627
3628                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3629                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3630                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3631
3632                 /* Update the hole size cound and move on */
3633                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3634                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3635                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3636                 }
3637                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3638         }
3639
3640         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3641         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3642                 hole_pages += range_end_pfn -
3643                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3644
3645         return hole_pages;
3646 }
3647
3648 /**
3649  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3650  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3651  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3652  *
3653  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3654  */
3655 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3656                                                         unsigned long end_pfn)
3657 {
3658         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3659 }
3660
3661 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3662 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3663                                         unsigned long zone_type,
3664                                         unsigned long *ignored)
3665 {
3666         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3667         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3668
3669         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3670         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3671                                                         node_start_pfn);
3672         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3673                                                         node_end_pfn);
3674
3675         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3676                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3677                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3678         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3679 }
3680
3681 #else
3682 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3683                                         unsigned long zone_type,
3684                                         unsigned long *zones_size)
3685 {
3686         return zones_size[zone_type];
3687 }
3688
3689 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3690                                                 unsigned long zone_type,
3691                                                 unsigned long *zholes_size)
3692 {
3693         if (!zholes_size)
3694                 return 0;
3695
3696         return zholes_size[zone_type];
3697 }
3698
3699 #endif
3700
3701 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3702                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3703 {
3704         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3705         enum zone_type i;
3706
3707         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3708                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3709                                                                 zones_size);
3710         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3711
3712         realtotalpages = totalpages;
3713         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3714                 realtotalpages -=
3715                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3716                                                                 zholes_size);
3717         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3718         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3719                                                         realtotalpages);
3720 }
3721
3722 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3723 /*
3724  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3725  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3726  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3727  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3728  * bytes.
3729  */
3730 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3731 {
3732         unsigned long usemapsize;
3733
3734         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3735         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3736         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3737         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3738
3739         return usemapsize / 8;
3740 }
3741
3742 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3743                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3744 {
3745         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3746         zone->pageblock_flags = NULL;
3747         if (usemapsize)
3748                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3749 }
3750 #else
3751 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3752                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3753 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3754
3755 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3756
3757 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3758 static inline int pageblock_default_order(void)
3759 {
3760         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3761                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3762
3763         return MAX_ORDER-1;
3764 }
3765
3766 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3767 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3768 {
3769         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3770         if (pageblock_order)
3771                 return;
3772
3773         /*
3774          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3775          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3776          */
3777         pageblock_order = order;
3778 }
3779 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3780
3781 /*
3782  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3783  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3784  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3785  * pageblock_order based on the kernel config
3786  */
3787 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3788 {
3789         return MAX_ORDER-1;
3790 }
3791 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3792
3793 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3794
3795 /*
3796  * Set up the zone data structures:
3797  *   - mark all pages reserved
3798  *   - mark all memory queues empty
3799  *   - clear the memory bitmaps
3800  */
3801 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3802                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3803 {
3804         enum zone_type j;
3805         int nid = pgdat->node_id;
3806         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3807         int ret;
3808
3809         pgdat_resize_init(pgdat);
3810         pgdat->nr_zones = 0;
3811         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3812         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3813         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3814         
3815         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3816                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3817                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3818                 enum lru_list l;
3819
3820                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3821                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3822                                                                 zholes_size);
3823
3824                 /*
3825                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3826                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3827                  * and per-cpu initialisations
3828                  */
3829                 memmap_pages =
3830                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3831                 if (realsize >= memmap_pages) {
3832                         realsize -= memmap_pages;
3833                         if (memmap_pages)
3834                                 printk(KERN_DEBUG
3835                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3836                                        zone_names[j], memmap_pages);
3837                 } else
3838                         printk(KERN_WARNING
3839                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3840                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3841
3842                 /* Account for reserved pages */
3843                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3844                         realsize -= dma_reserve;
3845                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3846                                         zone_names[0], dma_reserve);
3847                 }
3848
3849                 if (!is_highmem_idx(j))
3850                         nr_kernel_pages += realsize;
3851                 nr_all_pages += realsize;
3852
3853                 zone->spanned_pages = size;
3854                 zone->present_pages = realsize;
3855 #ifdef CONFIG_NUMA
3856                 zone->node = nid;
3857                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3858                                                 / 100;
3859                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3860 #endif
3861                 zone->name = zone_names[j];
3862                 spin_lock_init(&zone->lock);
3863                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3864                 zone_seqlock_init(zone);
3865                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3866
3867                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3868
3869                 zone_pcp_init(zone);
3870                 for_each_lru(l) {
3871                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3872                         zone->reclaim_stat.nr_saved_scan[l] = 0;
3873                 }
3874                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
3875                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
3876                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
3877                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
3878                 zap_zone_vm_stats(zone);
3879                 zone->flags = 0;
3880                 if (!size)
3881                         continue;
3882
3883                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3884                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3885                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3886                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3887                 BUG_ON(ret);
3888                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3889                 zone_start_pfn += size;
3890         }
3891 }
3892
3893 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3894 {
3895         /* Skip empty nodes */
3896         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3897                 return;
3898
3899 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3900         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3901         if (!pgdat->node_mem_map) {
3902                 unsigned long size, start, end;
3903                 struct page *map;
3904
3905                 /*
3906                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3907                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3908                  * for the buddy allocator to function correctly.
3909                  */
3910                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3911                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3912                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3913                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3914                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3915                 if (!map)
3916                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3917                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3918         }
3919 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3920         /*
3921          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3922          */
3923         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3924                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3925 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3926                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3927                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3928 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3929         }
3930 #endif
3931 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3932 }
3933
3934 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3935                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3936 {
3937         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3938
3939         pgdat->node_id = nid;
3940         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3941         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3942
3943         alloc_node_mem_map(pgdat);
3944 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3945         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3946                 nid, (unsigned long)pgdat,
3947                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3948 #endif
3949
3950         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3951 }
3952
3953 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3954
3955 #if MAX_NUMNODES > 1
3956 /*
3957  * Figure out the number of possible node ids.
3958  */
3959 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3960 {
3961         unsigned int node;
3962         unsigned int highest = 0;
3963
3964         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3965                 highest = node;
3966         nr_node_ids = highest + 1;
3967 }
3968 #else
3969 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3970 {
3971 }
3972 #endif
3973
3974 /**
3975  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3976  * @nid: The node ID the range resides on
3977  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3978  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3979  *
3980  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3981  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3982  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3983  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3984  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3985  */
3986 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3987                                                 unsigned long end_pfn)
3988 {
3989         int i;
3990
3991         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3992                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3993                         "%d entries of %d used\n",
3994                         nid, start_pfn, end_pfn,
3995                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3996
3997         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3998
3999         /* Merge with existing active regions if possible */
4000         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4001                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4002                         continue;
4003
4004                 /* Skip if an existing region covers this new one */
4005                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
4006                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
4007                         return;
4008
4009                 /* Merge forward if suitable */
4010                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
4011                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
4012                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4013                         return;
4014                 }
4015
4016                 /* Merge backward if suitable */
4017                 if (start_pfn < early_node_map[i].start_pfn &&
4018                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
4019                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4020                         return;
4021                 }
4022         }
4023
4024         /* Check that early_node_map is large enough */
4025         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
4026                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
4027                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
4028                 return;
4029         }
4030
4031         early_node_map[i].nid = nid;
4032         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4033         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4034         nr_nodemap_entries = i + 1;
4035 }
4036
4037 /**
4038  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
4039  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
4040  * @start_pfn: The new PFN of the range
4041  * @end_pfn: The new PFN of the range
4042  *
4043  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
4044  * The map is kept near the end physical page range that has already been
4045  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
4046  * range.
4047  */
4048 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4049                                 unsigned long end_pfn)
4050 {
4051         int i, j;
4052         int removed = 0;
4053
4054         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
4055                           nid, start_pfn, end_pfn);
4056
4057         /* Find the old active region end and shrink */
4058         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4059                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4060                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
4061                         /* clear it */
4062                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
4063                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
4064                         removed = 1;
4065                         continue;
4066                 }
4067                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
4068                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
4069                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4070                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
4071                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
4072                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
4073                         continue;
4074                 }
4075                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4076                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
4077                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
4078                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
4079                         continue;
4080                 }
4081         }
4082
4083         if (!removed)
4084                 return;
4085
4086         /* remove the blank ones */
4087         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
4088                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4089                         continue;
4090                 if (early_node_map[i].end_pfn)
4091                         continue;
4092                 /* we found it, get rid of it */
4093                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
4094                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
4095                                 sizeof(early_node_map[j]));
4096                 j = nr_nodemap_entries - 1;
4097                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
4098                 nr_nodemap_entries--;
4099         }
4100 }
4101
4102 /**
4103  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
4104  *
4105  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
4106  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
4107  * all currently registered regions.
4108  */
4109 void __init remove_all_active_ranges(void)
4110 {
4111         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
4112         nr_nodemap_entries = 0;
4113 }
4114
4115 /* Compare two active node_active_regions */
4116 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
4117 {
4118         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
4119         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
4120
4121         /* Done this way to avoid overflows */
4122         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
4123                 return 1;
4124         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
4125                 return -1;
4126
4127         return 0;
4128 }
4129
4130 /* sort the node_map by start_pfn */
4131 void __init sort_node_map(void)
4132 {
4133         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
4134                         sizeof(struct node_active_region),
4135                         cmp_node_active_region, NULL);
4136 }
4137
4138 /* Find the lowest pfn for a node */
4139 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4140 {
4141         int i;
4142         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4143
4144         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
4145         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4146                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4147
4148         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4149                 printk(KERN_WARNING
4150                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4151                 return 0;
4152         }
4153
4154         return min_pfn;
4155 }
4156
4157 /**
4158  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4159  *
4160  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4161  * add_active_range().
4162  */
4163 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4164 {
4165         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4166 }
4167
4168 /*
4169  * early_calculate_totalpages()
4170  * Sum pages in active regions for movable zone.
4171  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
4172  */
4173 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4174 {
4175         int i;
4176         unsigned long totalpages = 0;
4177
4178         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4179                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
4180                                                 early_node_map[i].start_pfn;
4181                 totalpages += pages;
4182                 if (pages)
4183                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
4184         }
4185         return totalpages;
4186 }
4187
4188 /*
4189  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4190  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4191  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4192  * others
4193  */
4194 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
4195 {
4196         int i, nid;
4197         unsigned long usable_startpfn;
4198         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4199         /* save the state before borrow the nodemask */
4200         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_HIGH_MEMORY];
4201         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4202         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
4203
4204         /*
4205          * If movablecore was specified, calculate what size of
4206          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4207          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4208          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4209          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4210          * what movablecore would have allowed.
4211          */
4212         if (required_movablecore) {
4213                 unsigned long corepages;
4214
4215                 /*
4216                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4217                  * was requested by the user
4218                  */
4219                 required_movablecore =
4220                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4221                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4222
4223                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4224         }
4225
4226         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4227         if (!required_kernelcore)
4228                 goto out;
4229
4230         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4231         find_usable_zone_for_movable();
4232         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4233
4234 restart:
4235         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4236         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4237         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4238                 /*
4239                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4240                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4241                  * amount of memory for the kernel
4242                  */
4243                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4244                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4245
4246                 /*
4247                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4248                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4249                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4250                  */
4251                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4252
4253                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4254                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4255                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4256                         unsigned long size_pages;
4257
4258                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4259                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4260                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4261                         if (start_pfn >= end_pfn)
4262                                 continue;
4263
4264                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4265                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4266                                 unsigned long kernel_pages;
4267                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4268                                                                 - start_pfn;
4269
4270                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4271                                                         kernelcore_remaining);
4272                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4273                                                         required_kernelcore);
4274
4275                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4276                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4277
4278                                         /*
4279                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4280                                          * that if we have to rebalance
4281                                          * kernelcore across nodes, we will
4282                                          * not double account here
4283                                          */
4284                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4285                                         continue;
4286                                 }
4287                                 start_pfn = usable_startpfn;
4288                         }
4289
4290                         /*
4291                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4292                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4293                          * number of pages used as kernelcore
4294                          */
4295                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4296                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4297                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4298                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4299
4300                         /*
4301                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4302                          * break if the kernelcore for this node has been
4303                          * satisified
4304                          */
4305                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4306                                                                 size_pages);
4307                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4308                         if (!kernelcore_remaining)
4309                                 break;
4310                 }
4311         }
4312
4313         /*
4314          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4315          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4316          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4317          * satisified
4318          */
4319         usable_nodes--;
4320         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4321                 goto restart;
4322
4323         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4324         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4325                 zone_movable_pfn[nid] =
4326                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4327
4328 out:
4329         /* restore the node_state */
4330         node_states[N_HIGH_MEMORY] = saved_node_state;
4331 }
4332
4333 /* Any regular memory on that node ? */
4334 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4335 {
4336 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4337         enum zone_type zone_type;
4338
4339         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4340                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4341                 if (zone->present_pages)
4342                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4343         }
4344 #endif
4345 }
4346
4347 /**
4348  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4349  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4350  *
4351  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4352  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4353  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4354  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4355  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4356  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4357  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4358  * at arch_max_dma_pfn.
4359  */
4360 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4361 {
4362         unsigned long nid;
4363         int i;
4364
4365         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4366         sort_node_map();
4367
4368         /* Record where the zone boundaries are */
4369         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4370                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4371         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4372                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4373         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4374         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4375         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4376                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4377                         continue;
4378                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4379                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4380                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4381                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4382         }
4383         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4384         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4385
4386         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4387         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4388         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4389
4390         /* Print out the zone ranges */
4391         printk("Zone PFN ranges:\n");
4392         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4393                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4394                         continue;
4395                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4396                                 zone_names[i],
4397                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4398                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4399         }
4400
4401         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4402         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4403         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4404                 if (zone_movable_pfn[i])
4405                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4406         }
4407
4408         /* Print out the early_node_map[] */
4409         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4410         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4411                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4412                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4413                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4414
4415         /* Initialise every node */
4416         mminit_verify_pageflags_layout();
4417         setup_nr_node_ids();
4418         for_each_online_node(nid) {
4419                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4420                 free_area_init_node(nid, NULL,
4421                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4422
4423                 /* Any memory on that node */
4424                 if (pgdat->node_present_pages)
4425                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4426                 check_for_regular_memory(pgdat);
4427         }
4428 }
4429
4430 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4431 {
4432         unsigned long long coremem;
4433         if (!p)
4434                 return -EINVAL;
4435
4436         coremem = memparse(p, &p);
4437         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4438
4439         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4440         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4441
4442         return 0;
4443 }
4444
4445 /*
4446  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4447  * cannot be reclaimed or migrated.
4448  */
4449 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4450 {
4451         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4452 }
4453
4454 /*
4455  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4456  * can be reclaimed or migrated.
4457  */
4458 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4459 {
4460         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4461 }
4462
4463 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4464 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4465
4466 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4467
4468 /**
4469  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4470  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4471  *
4472  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4473  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4474  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4475  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4476  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4477  * smaller per-cpu batchsize.
4478  */
4479 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4480 {
4481         dma_reserve = new_dma_reserve;
4482 }
4483
4484 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4485 struct pglist_data __refdata contig_page_data = {
4486 #ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM
4487  .bdata = &bootmem_node_data[0]
4488 #endif
4489  };
4490 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4491 #endif
4492
4493 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4494 {
4495         free_area_init_node(0, zones_size,
4496                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4497 }
4498
4499 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4500                                  unsigned long action, void *hcpu)
4501 {
4502         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4503
4504         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4505                 drain_pages(cpu);
4506
4507                 /*
4508                  * Spill the event counters of the dead processor
4509                  * into the current processors event counters.
4510                  * This artificially elevates the count of the current
4511                  * processor.
4512                  */
4513                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4514
4515                 /*
4516                  * Zero the differential counters of the dead processor
4517                  * so that the vm statistics are consistent.
4518                  *
4519                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4520                  * race with what we are doing.
4521                  */
4522                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4523         }
4524         return NOTIFY_OK;
4525 }
4526
4527 void __init page_alloc_init(void)
4528 {
4529         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4530 }
4531
4532 /*
4533  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4534  *      or min_free_kbytes changes.
4535  */
4536 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4537 {
4538         struct pglist_data *pgdat;
4539         unsigned long reserve_pages = 0;
4540         enum zone_type i, j;
4541
4542         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4543                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4544                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4545                         unsigned long max = 0;
4546
4547                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4548                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4549                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4550                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4551                         }
4552
4553                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
4554                         max += high_wmark_pages(zone);
4555
4556                         if (max > zone->present_pages)
4557                                 max = zone->present_pages;
4558                         reserve_pages += max;
4559                 }
4560         }
4561         totalreserve_pages = reserve_pages;
4562 }
4563
4564 /*
4565  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4566  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4567  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4568  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4569  */
4570 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4571 {
4572         struct pglist_data *pgdat;
4573         enum zone_type j, idx;
4574
4575         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4576                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4577                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4578                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4579
4580                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4581
4582                         idx = j;
4583                         while (idx) {
4584                                 struct zone *lower_zone;
4585
4586                                 idx--;
4587
4588                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4589                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4590
4591                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4592                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4593                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4594                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4595                         }
4596                 }
4597         }
4598
4599         /* update totalreserve_pages */
4600         calculate_totalreserve_pages();
4601 }
4602
4603 /**
4604  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
4605  * or when memory is hot-{added|removed}
4606  *
4607  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
4608  * correctly with respect to min_free_kbytes.
4609  */
4610 void setup_per_zone_wmarks(void)
4611 {
4612         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4613         unsigned long lowmem_pages = 0;
4614         struct zone *zone;
4615         unsigned long flags;
4616
4617         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4618         for_each_zone(zone) {
4619                 if (!is_highmem(zone))
4620                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4621         }
4622
4623         for_each_zone(zone) {
4624                 u64 tmp;
4625
4626                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4627                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4628                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4629                 if (is_highmem(zone)) {
4630                         /*
4631                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4632                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4633                          * value here.
4634                          *
4635                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
4636                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4637                          * not be capped for highmem.
4638                          */
4639                         int min_pages;
4640
4641                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4642                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4643                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4644                         if (min_pages > 128)
4645                                 min_pages = 128;
4646                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
4647                 } else {
4648                         /*
4649                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4650                          * proportionate to the zone's size.
4651                          */
4652                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
4653                 }
4654
4655                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
4656                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
4657                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4658                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4659         }
4660
4661         /* update totalreserve_pages */
4662         calculate_totalreserve_pages();
4663 }
4664
4665 /*
4666  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4667  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4668  * to be referenced again before it is swapped out.
4669  *
4670  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4671  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4672  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4673  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4674  *
4675  * total     target    max
4676  * memory    ratio     inactive anon
4677  * -------------------------------------
4678  *   10MB       1         5MB
4679  *  100MB       1        50MB
4680  *    1GB       3       250MB
4681  *   10GB      10       0.9GB
4682  *  100GB      31         3GB
4683  *    1TB     101        10GB
4684  *   10TB     320        32GB
4685  */
4686 void calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
4687 {
4688         unsigned int gb, ratio;
4689
4690         /* Zone size in gigabytes */
4691         gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4692         if (gb)
4693                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4694         else
4695                 ratio = 1;
4696
4697         zone->inactive_ratio = ratio;
4698 }
4699
4700 static void __init setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4701 {
4702         struct zone *zone;
4703
4704         for_each_zone(zone)
4705                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
4706 }
4707
4708 /*
4709  * Initialise min_free_kbytes.
4710  *
4711  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4712  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4713  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4714  *
4715  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4716  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4717  *
4718  * which yields
4719  *
4720  * 16MB:        512k
4721  * 32MB:        724k
4722  * 64MB:        1024k
4723  * 128MB:       1448k
4724  * 256MB:       2048k
4725  * 512MB:       2896k
4726  * 1024MB:      4096k
4727  * 2048MB:      5792k
4728  * 4096MB:      8192k
4729  * 8192MB:      11584k
4730  * 16384MB:     16384k
4731  */
4732 static int __init init_per_zone_wmark_min(void)
4733 {
4734         unsigned long lowmem_kbytes;
4735
4736         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4737
4738         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4739         if (min_free_kbytes < 128)
4740                 min_free_kbytes = 128;
4741         if (min_free_kbytes > 65536)
4742                 min_free_kbytes = 65536;
4743         setup_per_zone_wmarks();
4744         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4745         setup_per_zone_inactive_ratio();
4746         return 0;
4747 }
4748 module_init(init_per_zone_wmark_min)
4749
4750 /*
4751  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4752  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4753  *      changes.
4754  */
4755 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4756         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4757 {
4758         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
4759         if (write)
4760                 setup_per_zone_wmarks();
4761         return 0;
4762 }
4763
4764 #ifdef CONFIG_NUMA
4765 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4766         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4767 {
4768         struct zone *zone;
4769         int rc;
4770
4771         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4772         if (rc)
4773                 return rc;
4774
4775         for_each_zone(zone)
4776                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4777                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4778         return 0;
4779 }
4780
4781 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4782         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4783 {
4784         struct zone *zone;
4785         int rc;
4786
4787         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4788         if (rc)
4789                 return rc;
4790
4791         for_each_zone(zone)
4792                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4793                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4794         return 0;
4795 }
4796 #endif
4797
4798 /*
4799  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4800  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4801  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4802  *
4803  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4804  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4805  * if in function of the boot time zone sizes.
4806  */
4807 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4808         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4809 {
4810         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4811         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4812         return 0;
4813 }
4814
4815 /*
4816  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4817  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4818  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4819  */
4820
4821 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4822         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4823 {
4824         struct zone *zone;
4825         unsigned int cpu;
4826         int ret;
4827
4828         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4829         if (!write || (ret == -EINVAL))
4830                 return ret;
4831         for_each_populated_zone(zone) {
4832                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4833                         unsigned long  high;
4834                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4835                         setup_pagelist_highmark(
4836                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu), high);
4837                 }
4838         }
4839         return 0;
4840 }
4841
4842 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4843
4844 #ifdef CONFIG_NUMA
4845 static int __init set_hashdist(char *str)
4846 {
4847         if (!str)
4848                 return 0;
4849         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4850         return 1;
4851 }
4852 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4853 #endif
4854
4855 /*
4856  * allocate a large system hash table from bootmem
4857  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4858  *   quantity of entries
4859  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4860  */
4861 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4862                                      unsigned long bucketsize,
4863                                      unsigned long numentries,
4864                                      int scale,
4865                                      int flags,
4866                                      unsigned int *_hash_shift,
4867                                      unsigned int *_hash_mask,
4868                                      unsigned long limit)
4869 {
4870         unsigned long long max = limit;
4871         unsigned long log2qty, size;
4872         void *table = NULL;
4873
4874         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4875         if (!numentries) {
4876                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4877                 numentries = nr_kernel_pages;
4878                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4879                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4880                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4881
4882                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4883                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4884                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4885                 else
4886                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4887
4888                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4889                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
4890                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
4891                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
4892                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
4893                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
4894                                 BUG_ON(!numentries);
4895                         }
4896                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4897                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4898         }
4899         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4900
4901         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4902         if (max == 0) {
4903                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4904                 do_div(max, bucketsize);
4905         }
4906
4907         if (numentries > max)
4908                 numentries = max;
4909
4910         log2qty = ilog2(numentries);
4911
4912         do {
4913                 size = bucketsize << log2qty;
4914                 if (flags & HASH_EARLY)
4915                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4916                 else if (hashdist)
4917                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4918                 else {
4919                         /*
4920                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4921                          * some pages at the end of hash table which
4922                          * alloc_pages_exact() automatically does
4923                          */
4924                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
4925                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
4926                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
4927                         }
4928                 }
4929         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4930
4931         if (!table)
4932                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4933
4934         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4935                tablename,
4936                (1U << log2qty),
4937                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4938                size);
4939
4940         if (_hash_shift)
4941                 *_hash_shift = log2qty;
4942         if (_hash_mask)
4943                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4944
4945         return table;
4946 }
4947
4948 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4949 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4950                                                         unsigned long pfn)
4951 {
4952 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4953         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4954 #else
4955         return zone->pageblock_flags;
4956 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4957 }
4958
4959 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4960 {
4961 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4962         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4963         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4964 #else
4965         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4966         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4967 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4968 }
4969
4970 /**
4971  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4972  * @page: The page within the block of interest
4973  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4974  * @end_bitidx: The last bit of interest
4975  * returns pageblock_bits flags
4976  */
4977 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4978                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4979 {
4980         struct zone *zone;
4981         unsigned long *bitmap;
4982         unsigned long pfn, bitidx;
4983         unsigned long flags = 0;
4984         unsigned long value = 1;
4985
4986         zone = page_zone(page);
4987         pfn = page_to_pfn(page);
4988         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4989         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4990
4991         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4992                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4993                         flags |= value;
4994
4995         return flags;
4996 }
4997
4998 /**
4999  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
5000  * @page: The page within the block of interest
5001  * @start_bitidx: The first bit of interest
5002  * @end_bitidx: The last bit of interest
5003  * @flags: The flags to set
5004  */
5005 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
5006                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5007 {
5008         struct zone *zone;
5009         unsigned long *bitmap;
5010         unsigned long pfn, bitidx;
5011         unsigned long value = 1;
5012
5013         zone = page_zone(page);
5014         pfn = page_to_pfn(page);
5015         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5016         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5017         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
5018         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
5019
5020         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5021                 if (flags & value)
5022                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5023                 else
5024                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5025 }
5026
5027 /*
5028  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
5029  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
5030  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
5031  */
5032
5033 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
5034 {
5035         struct zone *zone;
5036         struct page *curr_page;
5037         unsigned long flags, pfn, iter;
5038         unsigned long immobile = 0;
5039         struct memory_isolate_notify arg;
5040         int notifier_ret;
5041         int ret = -EBUSY;
5042         int zone_idx;
5043
5044         zone = page_zone(page);
5045         zone_idx = zone_idx(zone);
5046
5047         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5048         if (get_pageblock_migratetype(page) == MIGRATE_MOVABLE ||
5049             zone_idx == ZONE_MOVABLE) {
5050                 ret = 0;
5051                 goto out;
5052         }
5053
5054         pfn = page_to_pfn(page);
5055         arg.start_pfn = pfn;
5056         arg.nr_pages = pageblock_nr_pages;
5057         arg.pages_found = 0;
5058
5059         /*
5060          * It may be possible to isolate a pageblock even if the
5061          * migratetype is not MIGRATE_MOVABLE. The memory isolation
5062          * notifier chain is used by balloon drivers to return the
5063          * number of pages in a range that are held by the balloon
5064          * driver to shrink memory. If all the pages are accounted for
5065          * by balloons, are free, or on the LRU, isolation can continue.
5066          * Later, for example, when memory hotplug notifier runs, these
5067          * pages reported as "can be isolated" should be isolated(freed)
5068          * by the balloon driver through the memory notifier chain.
5069          */
5070         notifier_ret = memory_isolate_notify(MEM_ISOLATE_COUNT, &arg);
5071         notifier_ret = notifier_to_errno(notifier_ret);
5072         if (notifier_ret || !arg.pages_found)
5073                 goto out;
5074
5075         for (iter = pfn; iter < (pfn + pageblock_nr_pages); iter++) {
5076                 if (!pfn_valid_within(pfn))
5077                         continue;
5078
5079                 curr_page = pfn_to_page(iter);
5080                 if (!page_count(curr_page) || PageLRU(curr_page))
5081                         continue;
5082
5083                 immobile++;
5084         }
5085
5086         if (arg.pages_found == immobile)
5087                 ret = 0;
5088
5089 out:
5090         if (!ret) {
5091                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
5092                 move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
5093         }
5094
5095         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5096         if (!ret)
5097                 drain_all_pages();
5098         return ret;
5099 }
5100
5101 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
5102 {
5103         struct zone *zone;
5104         unsigned long flags;
5105         zone = page_zone(page);
5106         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5107         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
5108                 goto out;
5109         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
5110         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
5111 out:
5112         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5113 }
5114
5115 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
5116 /*
5117  * All pages in the range must be isolated before calling this.
5118  */
5119 void
5120 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
5121 {
5122         struct page *page;
5123         struct zone *zone;
5124         int order, i;
5125         unsigned long pfn;
5126         unsigned long flags;
5127         /* find the first valid pfn */
5128         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
5129                 if (pfn_valid(pfn))
5130                         break;
5131         if (pfn == end_pfn)
5132                 return;
5133         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
5134         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5135         pfn = start_pfn;
5136         while (pfn < end_pfn) {
5137                 if (!pfn_valid(pfn)) {
5138                         pfn++;
5139                         continue;
5140                 }
5141                 page = pfn_to_page(pfn);
5142                 BUG_ON(page_count(page));
5143                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
5144                 order = page_order(page);
5145 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5146                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
5147                        pfn, 1 << order, end_pfn);
5148 #endif
5149                 list_del(&page->lru);
5150                 rmv_page_order(page);
5151                 zone->free_area[order].nr_free--;
5152                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
5153                                       - (1UL << order));
5154                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
5155                         SetPageReserved((page+i));
5156                 pfn += (1 << order);
5157         }
5158         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5159 }
5160 #endif
5161
5162 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5163 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
5164 {
5165         struct zone *zone = page_zone(page);
5166         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
5167         unsigned long flags;
5168         int order;
5169
5170         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5171         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
5172                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
5173
5174                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
5175                         break;
5176         }
5177         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5178
5179         return order < MAX_ORDER;
5180 }
5181 #endif