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