page allocator: reduce fragmentation in buddy allocator by adding buddies that are...
[linux-2.6.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/kmemcheck.h>
27 #include <linux/module.h>
28 #include <linux/suspend.h>
29 #include <linux/pagevec.h>
30 #include <linux/blkdev.h>
31 #include <linux/slab.h>
32 #include <linux/oom.h>
33 #include <linux/notifier.h>
34 #include <linux/topology.h>
35 #include <linux/sysctl.h>
36 #include <linux/cpu.h>
37 #include <linux/cpuset.h>
38 #include <linux/memory_hotplug.h>
39 #include <linux/nodemask.h>
40 #include <linux/vmalloc.h>
41 #include <linux/mempolicy.h>
42 #include <linux/stop_machine.h>
43 #include <linux/sort.h>
44 #include <linux/pfn.h>
45 #include <linux/backing-dev.h>
46 #include <linux/fault-inject.h>
47 #include <linux/page-isolation.h>
48 #include <linux/page_cgroup.h>
49 #include <linux/debugobjects.h>
50 #include <linux/kmemleak.h>
51 #include <linux/memory.h>
52 #include <trace/events/kmem.h>
53 #include <linux/ftrace_event.h>
54
55 #include <asm/tlbflush.h>
56 #include <asm/div64.h>
57 #include "internal.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_PM_SLEEP
81 /*
82  * The following functions are used by the suspend/hibernate code to temporarily
83  * change gfp_allowed_mask in order to avoid using I/O during memory allocations
84  * while devices are suspended.  To avoid races with the suspend/hibernate code,
85  * they should always be called with pm_mutex held (gfp_allowed_mask also should
86  * only be modified with pm_mutex held, unless the suspend/hibernate code is
87  * guaranteed not to run in parallel with that modification).
88  */
89 void set_gfp_allowed_mask(gfp_t mask)
90 {
91         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
92         gfp_allowed_mask = mask;
93 }
94
95 gfp_t clear_gfp_allowed_mask(gfp_t mask)
96 {
97         gfp_t ret = gfp_allowed_mask;
98
99         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
100         gfp_allowed_mask &= ~mask;
101         return ret;
102 }
103 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
104
105 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
106 int pageblock_order __read_mostly;
107 #endif
108
109 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
110
111 /*
112  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
113  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
114  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
115  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
116  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
117  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
118  *
119  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
120  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
121  */
122 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
123 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
124          256,
125 #endif
126 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
127          256,
128 #endif
129 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
130          32,
131 #endif
132          32,
133 };
134
135 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
136
137 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
138 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
139          "DMA",
140 #endif
141 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
142          "DMA32",
143 #endif
144          "Normal",
145 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
146          "HighMem",
147 #endif
148          "Movable",
149 };
150
151 int min_free_kbytes = 1024;
152
153 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
154 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
155 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
156
157 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
158   /*
159    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
160    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
161    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
162    * so the number of times add_active_range() can be called is
163    * related to the number of nodes and the number of holes
164    */
165   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
166     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
167     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
168   #else
169     #if MAX_NUMNODES >= 32
170       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
171       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
172     #else
173       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
174       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
175     #endif
176   #endif
177
178   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
179   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
180   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
181   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
182   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
183   static unsigned long __initdata required_movablecore;
184   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
185
186   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
187   int movable_zone;
188   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
189 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
190
191 #if MAX_NUMNODES > 1
192 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
193 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
194 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
195 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
196 #endif
197
198 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
199
200 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
201 {
202
203         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
204                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
205
206         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
207                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
208 }
209
210 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
211
212 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
213 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
214 {
215         int ret = 0;
216         unsigned seq;
217         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
218
219         do {
220                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
221                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
222                         ret = 1;
223                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
224                         ret = 1;
225         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
226
227         return ret;
228 }
229
230 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
231 {
232         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
233                 return 0;
234         if (zone != page_zone(page))
235                 return 0;
236
237         return 1;
238 }
239 /*
240  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
241  */
242 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
243 {
244         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
245                 return 1;
246         if (!page_is_consistent(zone, page))
247                 return 1;
248
249         return 0;
250 }
251 #else
252 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
253 {
254         return 0;
255 }
256 #endif
257
258 static void bad_page(struct page *page)
259 {
260         static unsigned long resume;
261         static unsigned long nr_shown;
262         static unsigned long nr_unshown;
263
264         /* Don't complain about poisoned pages */
265         if (PageHWPoison(page)) {
266                 __ClearPageBuddy(page);
267                 return;
268         }
269
270         /*
271          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
272          * or allow a steady drip of one report per second.
273          */
274         if (nr_shown == 60) {
275                 if (time_before(jiffies, resume)) {
276                         nr_unshown++;
277                         goto out;
278                 }
279                 if (nr_unshown) {
280                         printk(KERN_ALERT
281                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
282                                 nr_unshown);
283                         nr_unshown = 0;
284                 }
285                 nr_shown = 0;
286         }
287         if (nr_shown++ == 0)
288                 resume = jiffies + 60 * HZ;
289
290         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
291                 current->comm, page_to_pfn(page));
292         dump_page(page);
293
294         dump_stack();
295 out:
296         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
297         __ClearPageBuddy(page);
298         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
299 }
300
301 /*
302  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
303  *
304  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
305  *
306  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
307  *
308  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
309  * the head page (even the head page has this).
310  *
311  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
312  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
313  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
314  */
315
316 static void free_compound_page(struct page *page)
317 {
318         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
319 }
320
321 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
322 {
323         int i;
324         int nr_pages = 1 << order;
325
326         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
327         set_compound_order(page, order);
328         __SetPageHead(page);
329         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
330                 struct page *p = page + i;
331
332                 __SetPageTail(p);
333                 p->first_page = page;
334         }
335 }
336
337 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
338 {
339         int i;
340         int nr_pages = 1 << order;
341         int bad = 0;
342
343         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
344             unlikely(!PageHead(page))) {
345                 bad_page(page);
346                 bad++;
347         }
348
349         __ClearPageHead(page);
350
351         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
352                 struct page *p = page + i;
353
354                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
355                         bad_page(page);
356                         bad++;
357                 }
358                 __ClearPageTail(p);
359         }
360
361         return bad;
362 }
363
364 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
365 {
366         int i;
367
368         /*
369          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
370          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
371          */
372         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
373         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
374                 clear_highpage(page + i);
375 }
376
377 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
378 {
379         set_page_private(page, order);
380         __SetPageBuddy(page);
381 }
382
383 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
384 {
385         __ClearPageBuddy(page);
386         set_page_private(page, 0);
387 }
388
389 /*
390  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
391  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
392  *
393  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
394  * the following equation:
395  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
396  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
397  * 1 buddy is #10:
398  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
399  *
400  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
401  * satisfies the following equation:
402  *     P = B & ~(1 << O)
403  *
404  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
405  */
406 static inline struct page *
407 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
408 {
409         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
410
411         return page + (buddy_idx - page_idx);
412 }
413
414 static inline unsigned long
415 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
416 {
417         return (page_idx & ~(1 << order));
418 }
419
420 /*
421  * This function checks whether a page is free && is the buddy
422  * we can do coalesce a page and its buddy if
423  * (a) the buddy is not in a hole &&
424  * (b) the buddy is in the buddy system &&
425  * (c) a page and its buddy have the same order &&
426  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
427  *
428  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
429  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
430  *
431  * For recording page's order, we use page_private(page).
432  */
433 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
434                                                                 int order)
435 {
436         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
437                 return 0;
438
439         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
440                 return 0;
441
442         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
443                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
444                 return 1;
445         }
446         return 0;
447 }
448
449 /*
450  * Freeing function for a buddy system allocator.
451  *
452  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
453  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
454  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
455  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
456  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
457  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
458  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
459  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
460  * parts of the VM system.
461  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
462  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
463  * order is recorded in page_private(page) field.
464  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
465  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
466  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
467  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
468  * triggers coalescing into a block of larger size.            
469  *
470  * -- wli
471  */
472
473 static inline void __free_one_page(struct page *page,
474                 struct zone *zone, unsigned int order,
475                 int migratetype)
476 {
477         unsigned long page_idx;
478         unsigned long combined_idx;
479         struct page *buddy;
480
481         if (unlikely(PageCompound(page)))
482                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
483                         return;
484
485         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
486
487         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
488
489         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
490         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
491
492         while (order < MAX_ORDER-1) {
493                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
494                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
495                         break;
496
497                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
498                 list_del(&buddy->lru);
499                 zone->free_area[order].nr_free--;
500                 rmv_page_order(buddy);
501                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
502                 page = page + (combined_idx - page_idx);
503                 page_idx = combined_idx;
504                 order++;
505         }
506         set_page_order(page, order);
507
508         /*
509          * If this is not the largest possible page, check if the buddy
510          * of the next-highest order is free. If it is, it's possible
511          * that pages are being freed that will coalesce soon. In case,
512          * that is happening, add the free page to the tail of the list
513          * so it's less likely to be used soon and more likely to be merged
514          * as a higher order page
515          */
516         if ((order < MAX_ORDER-1) && pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy))) {
517                 struct page *higher_page, *higher_buddy;
518                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
519                 higher_page = page + combined_idx - page_idx;
520                 higher_buddy = __page_find_buddy(higher_page, combined_idx, order + 1);
521                 if (page_is_buddy(higher_page, higher_buddy, order + 1)) {
522                         list_add_tail(&page->lru,
523                                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
524                         goto out;
525                 }
526         }
527
528         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
529 out:
530         zone->free_area[order].nr_free++;
531 }
532
533 /*
534  * free_page_mlock() -- clean up attempts to free and mlocked() page.
535  * Page should not be on lru, so no need to fix that up.
536  * free_pages_check() will verify...
537  */
538 static inline void free_page_mlock(struct page *page)
539 {
540         __dec_zone_page_state(page, NR_MLOCK);
541         __count_vm_event(UNEVICTABLE_MLOCKFREED);
542 }
543
544 static inline int free_pages_check(struct page *page)
545 {
546         if (unlikely(page_mapcount(page) |
547                 (page->mapping != NULL)  |
548                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
549                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE))) {
550                 bad_page(page);
551                 return 1;
552         }
553         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
554                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
555         return 0;
556 }
557
558 /*
559  * Frees a number of pages from the PCP lists
560  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
561  * count is the number of pages to free.
562  *
563  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
564  * see if this freeing clears that state.
565  *
566  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
567  * pinned" detection logic.
568  */
569 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
570                                         struct per_cpu_pages *pcp)
571 {
572         int migratetype = 0;
573         int batch_free = 0;
574
575         spin_lock(&zone->lock);
576         zone->all_unreclaimable = 0;
577         zone->pages_scanned = 0;
578
579         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, count);
580         while (count) {
581                 struct page *page;
582                 struct list_head *list;
583
584                 /*
585                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
586                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
587                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
588                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
589                  * lists
590                  */
591                 do {
592                         batch_free++;
593                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
594                                 migratetype = 0;
595                         list = &pcp->lists[migratetype];
596                 } while (list_empty(list));
597
598                 do {
599                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
600                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
601                         list_del(&page->lru);
602                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
603                         __free_one_page(page, zone, 0, page_private(page));
604                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, page_private(page));
605                 } while (--count && --batch_free && !list_empty(list));
606         }
607         spin_unlock(&zone->lock);
608 }
609
610 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
611                                 int migratetype)
612 {
613         spin_lock(&zone->lock);
614         zone->all_unreclaimable = 0;
615         zone->pages_scanned = 0;
616
617         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1 << order);
618         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
619         spin_unlock(&zone->lock);
620 }
621
622 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
623 {
624         unsigned long flags;
625         int i;
626         int bad = 0;
627         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
628
629         trace_mm_page_free_direct(page, order);
630         kmemcheck_free_shadow(page, order);
631
632         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
633                 bad += free_pages_check(page + i);
634         if (bad)
635                 return;
636
637         if (!PageHighMem(page)) {
638                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
639                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
640                                            PAGE_SIZE << order);
641         }
642         arch_free_page(page, order);
643         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
644
645         local_irq_save(flags);
646         if (unlikely(wasMlocked))
647                 free_page_mlock(page);
648         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
649         free_one_page(page_zone(page), page, order,
650                                         get_pageblock_migratetype(page));
651         local_irq_restore(flags);
652 }
653
654 /*
655  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
656  */
657 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
658 {
659         if (order == 0) {
660                 __ClearPageReserved(page);
661                 set_page_count(page, 0);
662                 set_page_refcounted(page);
663                 __free_page(page);
664         } else {
665                 int loop;
666
667                 prefetchw(page);
668                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
669                         struct page *p = &page[loop];
670
671                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
672                                 prefetchw(p + 1);
673                         __ClearPageReserved(p);
674                         set_page_count(p, 0);
675                 }
676
677                 set_page_refcounted(page);
678                 __free_pages(page, order);
679         }
680 }
681
682
683 /*
684  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
685  * Please do not alter this order without good reasons and regression
686  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
687  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
688  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
689  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
690  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
691  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
692  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
693  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
694  *
695  * -- wli
696  */
697 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
698         int low, int high, struct free_area *area,
699         int migratetype)
700 {
701         unsigned long size = 1 << high;
702
703         while (high > low) {
704                 area--;
705                 high--;
706                 size >>= 1;
707                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
708                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
709                 area->nr_free++;
710                 set_page_order(&page[size], high);
711         }
712 }
713
714 /*
715  * This page is about to be returned from the page allocator
716  */
717 static inline int check_new_page(struct page *page)
718 {
719         if (unlikely(page_mapcount(page) |
720                 (page->mapping != NULL)  |
721                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
722                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP))) {
723                 bad_page(page);
724                 return 1;
725         }
726         return 0;
727 }
728
729 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
730 {
731         int i;
732
733         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
734                 struct page *p = page + i;
735                 if (unlikely(check_new_page(p)))
736                         return 1;
737         }
738
739         set_page_private(page, 0);
740         set_page_refcounted(page);
741
742         arch_alloc_page(page, order);
743         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
744
745         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
746                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
747
748         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
749                 prep_compound_page(page, order);
750
751         return 0;
752 }
753
754 /*
755  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
756  * the smallest available page from the freelists
757  */
758 static inline
759 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
760                                                 int migratetype)
761 {
762         unsigned int current_order;
763         struct free_area * area;
764         struct page *page;
765
766         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
767         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
768                 area = &(zone->free_area[current_order]);
769                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
770                         continue;
771
772                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
773                                                         struct page, lru);
774                 list_del(&page->lru);
775                 rmv_page_order(page);
776                 area->nr_free--;
777                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
778                 return page;
779         }
780
781         return NULL;
782 }
783
784
785 /*
786  * This array describes the order lists are fallen back to when
787  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
788  */
789 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
790         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
791         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
792         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
793         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
794 };
795
796 /*
797  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
798  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
799  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
800  */
801 static int move_freepages(struct zone *zone,
802                           struct page *start_page, struct page *end_page,
803                           int migratetype)
804 {
805         struct page *page;
806         unsigned long order;
807         int pages_moved = 0;
808
809 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
810         /*
811          * page_zone is not safe to call in this context when
812          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
813          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
814          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
815          * grouping pages by mobility
816          */
817         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
818 #endif
819
820         for (page = start_page; page <= end_page;) {
821                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
822                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
823
824                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
825                         page++;
826                         continue;
827                 }
828
829                 if (!PageBuddy(page)) {
830                         page++;
831                         continue;
832                 }
833
834                 order = page_order(page);
835                 list_del(&page->lru);
836                 list_add(&page->lru,
837                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
838                 page += 1 << order;
839                 pages_moved += 1 << order;
840         }
841
842         return pages_moved;
843 }
844
845 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
846                                 int migratetype)
847 {
848         unsigned long start_pfn, end_pfn;
849         struct page *start_page, *end_page;
850
851         start_pfn = page_to_pfn(page);
852         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
853         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
854         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
855         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
856
857         /* Do not cross zone boundaries */
858         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
859                 start_page = page;
860         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
861                 return 0;
862
863         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
864 }
865
866 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
867                                         int start_order, int migratetype)
868 {
869         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
870
871         while (nr_pageblocks--) {
872                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
873                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
874         }
875 }
876
877 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
878 static inline struct page *
879 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
880 {
881         struct free_area * area;
882         int current_order;
883         struct page *page;
884         int migratetype, i;
885
886         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
887         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
888                                                 --current_order) {
889                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
890                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
891
892                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
893                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
894                                 continue;
895
896                         area = &(zone->free_area[current_order]);
897                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
898                                 continue;
899
900                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
901                                         struct page, lru);
902                         area->nr_free--;
903
904                         /*
905                          * If breaking a large block of pages, move all free
906                          * pages to the preferred allocation list. If falling
907                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
908                          * agressive about taking ownership of free pages
909                          */
910                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
911                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
912                                         page_group_by_mobility_disabled) {
913                                 unsigned long pages;
914                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
915                                                                 start_migratetype);
916
917                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
918                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
919                                                 page_group_by_mobility_disabled)
920                                         set_pageblock_migratetype(page,
921                                                                 start_migratetype);
922
923                                 migratetype = start_migratetype;
924                         }
925
926                         /* Remove the page from the freelists */
927                         list_del(&page->lru);
928                         rmv_page_order(page);
929
930                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
931                         if (current_order >= pageblock_order)
932                                 change_pageblock_range(page, current_order,
933                                                         start_migratetype);
934
935                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
936
937                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
938                                 start_migratetype, migratetype);
939
940                         return page;
941                 }
942         }
943
944         return NULL;
945 }
946
947 /*
948  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
949  * Call me with the zone->lock already held.
950  */
951 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
952                                                 int migratetype)
953 {
954         struct page *page;
955
956 retry_reserve:
957         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
958
959         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
960                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
961
962                 /*
963                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
964                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
965                  * and we want just one call site
966                  */
967                 if (!page) {
968                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
969                         goto retry_reserve;
970                 }
971         }
972
973         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
974         return page;
975 }
976
977 /* 
978  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
979  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
980  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
981  */
982 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
983                         unsigned long count, struct list_head *list,
984                         int migratetype, int cold)
985 {
986         int i;
987         
988         spin_lock(&zone->lock);
989         for (i = 0; i < count; ++i) {
990                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
991                 if (unlikely(page == NULL))
992                         break;
993
994                 /*
995                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
996                  * in physical page order. The page is added to the callers and
997                  * list and the list head then moves forward. From the callers
998                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
999                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
1000                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
1001                  * properly.
1002                  */
1003                 if (likely(cold == 0))
1004                         list_add(&page->lru, list);
1005                 else
1006                         list_add_tail(&page->lru, list);
1007                 set_page_private(page, migratetype);
1008                 list = &page->lru;
1009         }
1010         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
1011         spin_unlock(&zone->lock);
1012         return i;
1013 }
1014
1015 #ifdef CONFIG_NUMA
1016 /*
1017  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
1018  * currently executing processor on remote nodes after they have
1019  * expired.
1020  *
1021  * Note that this function must be called with the thread pinned to
1022  * a single processor.
1023  */
1024 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
1025 {
1026         unsigned long flags;
1027         int to_drain;
1028
1029         local_irq_save(flags);
1030         if (pcp->count >= pcp->batch)
1031                 to_drain = pcp->batch;
1032         else
1033                 to_drain = pcp->count;
1034         free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
1035         pcp->count -= to_drain;
1036         local_irq_restore(flags);
1037 }
1038 #endif
1039
1040 /*
1041  * Drain pages of the indicated processor.
1042  *
1043  * The processor must either be the current processor and the
1044  * thread pinned to the current processor or a processor that
1045  * is not online.
1046  */
1047 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1048 {
1049         unsigned long flags;
1050         struct zone *zone;
1051
1052         for_each_populated_zone(zone) {
1053                 struct per_cpu_pageset *pset;
1054                 struct per_cpu_pages *pcp;
1055
1056                 local_irq_save(flags);
1057                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1058
1059                 pcp = &pset->pcp;
1060                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1061                 pcp->count = 0;
1062                 local_irq_restore(flags);
1063         }
1064 }
1065
1066 /*
1067  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1068  */
1069 void drain_local_pages(void *arg)
1070 {
1071         drain_pages(smp_processor_id());
1072 }
1073
1074 /*
1075  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
1076  */
1077 void drain_all_pages(void)
1078 {
1079         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
1080 }
1081
1082 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1083
1084 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1085 {
1086         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1087         unsigned long flags;
1088         int order, t;
1089         struct list_head *curr;
1090
1091         if (!zone->spanned_pages)
1092                 return;
1093
1094         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1095
1096         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
1097         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1098                 if (pfn_valid(pfn)) {
1099                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1100
1101                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1102                                 swsusp_unset_page_free(page);
1103                 }
1104
1105         for_each_migratetype_order(order, t) {
1106                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1107                         unsigned long i;
1108
1109                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1110                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1111                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1112                 }
1113         }
1114         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1115 }
1116 #endif /* CONFIG_PM */
1117
1118 /*
1119  * Free a 0-order page
1120  * cold == 1 ? free a cold page : free a hot page
1121  */
1122 void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1123 {
1124         struct zone *zone = page_zone(page);
1125         struct per_cpu_pages *pcp;
1126         unsigned long flags;
1127         int migratetype;
1128         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
1129
1130         trace_mm_page_free_direct(page, 0);
1131         kmemcheck_free_shadow(page, 0);
1132
1133         if (PageAnon(page))
1134                 page->mapping = NULL;
1135         if (free_pages_check(page))
1136                 return;
1137
1138         if (!PageHighMem(page)) {
1139                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1140                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1141         }
1142         arch_free_page(page, 0);
1143         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1144
1145         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1146         set_page_private(page, migratetype);
1147         local_irq_save(flags);
1148         if (unlikely(wasMlocked))
1149                 free_page_mlock(page);
1150         __count_vm_event(PGFREE);
1151
1152         /*
1153          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1154          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1155          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1156          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1157          * excessively into the page allocator
1158          */
1159         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1160                 if (unlikely(migratetype == MIGRATE_ISOLATE)) {
1161                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1162                         goto out;
1163                 }
1164                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1165         }
1166
1167         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1168         if (cold)
1169                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1170         else
1171                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1172         pcp->count++;
1173         if (pcp->count >= pcp->high) {
1174                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->batch, pcp);
1175                 pcp->count -= pcp->batch;
1176         }
1177
1178 out:
1179         local_irq_restore(flags);
1180 }
1181
1182 /*
1183  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1184  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1185  * Each sub-page must be freed individually.
1186  *
1187  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1188  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1189  */
1190 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1191 {
1192         int i;
1193
1194         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1195         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1196
1197 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1198         /*
1199          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1200          * otherwise free the whole shadow.
1201          */
1202         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1203                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1204 #endif
1205
1206         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1207                 set_page_refcounted(page + i);
1208 }
1209
1210 /*
1211  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1212  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1213  * or two.
1214  */
1215 static inline
1216 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1217                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1218                         int migratetype)
1219 {
1220         unsigned long flags;
1221         struct page *page;
1222         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1223
1224 again:
1225         if (likely(order == 0)) {
1226                 struct per_cpu_pages *pcp;
1227                 struct list_head *list;
1228
1229                 local_irq_save(flags);
1230                 pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1231                 list = &pcp->lists[migratetype];
1232                 if (list_empty(list)) {
1233                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1234                                         pcp->batch, list,
1235                                         migratetype, cold);
1236                         if (unlikely(list_empty(list)))
1237                                 goto failed;
1238                 }
1239
1240                 if (cold)
1241                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1242                 else
1243                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1244
1245                 list_del(&page->lru);
1246                 pcp->count--;
1247         } else {
1248                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1249                         /*
1250                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1251                          *
1252                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1253                          * properly detect and handle allocation failures.
1254                          *
1255                          * We most definitely don't want callers attempting to
1256                          * allocate greater than order-1 page units with
1257                          * __GFP_NOFAIL.
1258                          */
1259                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1260                 }
1261                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1262                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1263                 spin_unlock(&zone->lock);
1264                 if (!page)
1265                         goto failed;
1266                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << order));
1267         }
1268
1269         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1270         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1271         local_irq_restore(flags);
1272
1273         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1274         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1275                 goto again;
1276         return page;
1277
1278 failed:
1279         local_irq_restore(flags);
1280         return NULL;
1281 }
1282
1283 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1284 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1285 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1286 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1287 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1288
1289 /* Mask to get the watermark bits */
1290 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1291
1292 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1293 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1294 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1295
1296 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1297
1298 static struct fail_page_alloc_attr {
1299         struct fault_attr attr;
1300
1301         u32 ignore_gfp_highmem;
1302         u32 ignore_gfp_wait;
1303         u32 min_order;
1304
1305 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1306
1307         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1308         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1309         struct dentry *min_order_file;
1310
1311 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1312
1313 } fail_page_alloc = {
1314         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1315         .ignore_gfp_wait = 1,
1316         .ignore_gfp_highmem = 1,
1317         .min_order = 1,
1318 };
1319
1320 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1321 {
1322         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1323 }
1324 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1325
1326 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1327 {
1328         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1329                 return 0;
1330         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1331                 return 0;
1332         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1333                 return 0;
1334         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1335                 return 0;
1336
1337         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1338 }
1339
1340 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1341
1342 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1343 {
1344         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1345         struct dentry *dir;
1346         int err;
1347
1348         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1349                                        "fail_page_alloc");
1350         if (err)
1351                 return err;
1352         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1353
1354         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1355                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1356                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1357
1358         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1359                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1360                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1361         fail_page_alloc.min_order_file =
1362                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1363                                    &fail_page_alloc.min_order);
1364
1365         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1366             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1367             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1368                 err = -ENOMEM;
1369                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1370                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1371                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1372                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1373         }
1374
1375         return err;
1376 }
1377
1378 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1379
1380 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1381
1382 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1383
1384 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1385 {
1386         return 0;
1387 }
1388
1389 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1390
1391 /*
1392  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1393  * of the allocation.
1394  */
1395 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1396                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1397 {
1398         /* free_pages my go negative - that's OK */
1399         long min = mark;
1400         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1401         int o;
1402
1403         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1404                 min -= min / 2;
1405         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1406                 min -= min / 4;
1407
1408         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1409                 return 0;
1410         for (o = 0; o < order; o++) {
1411                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1412                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1413
1414                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1415                 min >>= 1;
1416
1417                 if (free_pages <= min)
1418                         return 0;
1419         }
1420         return 1;
1421 }
1422
1423 #ifdef CONFIG_NUMA
1424 /*
1425  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1426  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1427  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1428  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1429  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1430  *
1431  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1432  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1433  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1434  *
1435  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1436  * nothing and returns NULL.
1437  *
1438  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1439  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1440  *
1441  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1442  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1443  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1444  * quickly as we can.
1445  */
1446 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1447 {
1448         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1449         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1450
1451         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1452         if (!zlc)
1453                 return NULL;
1454
1455         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1456                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1457                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1458         }
1459
1460         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1461                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1462                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1463         return allowednodes;
1464 }
1465
1466 /*
1467  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1468  * if it is worth looking at further for free memory:
1469  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1470  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1471  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1472  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1473  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1474  * else return false (zero) if it is not.
1475  *
1476  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1477  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1478  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1479  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1480  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1481  * into the second scan of the zonelist.
1482  *
1483  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1484  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1485  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1486  * unturned looking for a free page.
1487  */
1488 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1489                                                 nodemask_t *allowednodes)
1490 {
1491         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1492         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1493         int n;                          /* node that zone *z is on */
1494
1495         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1496         if (!zlc)
1497                 return 1;
1498
1499         i = z - zonelist->_zonerefs;
1500         n = zlc->z_to_n[i];
1501
1502         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1503         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1504 }
1505
1506 /*
1507  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1508  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1509  * from that zone don't waste time re-examining it.
1510  */
1511 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1512 {
1513         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1514         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1515
1516         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1517         if (!zlc)
1518                 return;
1519
1520         i = z - zonelist->_zonerefs;
1521
1522         set_bit(i, zlc->fullzones);
1523 }
1524
1525 #else   /* CONFIG_NUMA */
1526
1527 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1528 {
1529         return NULL;
1530 }
1531
1532 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1533                                 nodemask_t *allowednodes)
1534 {
1535         return 1;
1536 }
1537
1538 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1539 {
1540 }
1541 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1542
1543 /*
1544  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1545  * a page.
1546  */
1547 static struct page *
1548 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1549                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1550                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1551 {
1552         struct zoneref *z;
1553         struct page *page = NULL;
1554         int classzone_idx;
1555         struct zone *zone;
1556         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1557         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1558         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1559
1560         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1561 zonelist_scan:
1562         /*
1563          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1564          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1565          */
1566         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1567                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1568                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1569                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1570                                 continue;
1571                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1572                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1573                                 goto try_next_zone;
1574
1575                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1576                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1577                         unsigned long mark;
1578                         int ret;
1579
1580                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1581                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1582                                     classzone_idx, alloc_flags))
1583                                 goto try_this_zone;
1584
1585                         if (zone_reclaim_mode == 0)
1586                                 goto this_zone_full;
1587
1588                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1589                         switch (ret) {
1590                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1591                                 /* did not scan */
1592                                 goto try_next_zone;
1593                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1594                                 /* scanned but unreclaimable */
1595                                 goto this_zone_full;
1596                         default:
1597                                 /* did we reclaim enough */
1598                                 if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1599                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1600                                         goto this_zone_full;
1601                         }
1602                 }
1603
1604 try_this_zone:
1605                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1606                                                 gfp_mask, migratetype);
1607                 if (page)
1608                         break;
1609 this_zone_full:
1610                 if (NUMA_BUILD)
1611                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1612 try_next_zone:
1613                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1614                         /*
1615                          * we do zlc_setup after the first zone is tried but only
1616                          * if there are multiple nodes make it worthwhile
1617                          */
1618                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1619                         zlc_active = 1;
1620                         did_zlc_setup = 1;
1621                 }
1622         }
1623
1624         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1625                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1626                 zlc_active = 0;
1627                 goto zonelist_scan;
1628         }
1629         return page;
1630 }
1631
1632 static inline int
1633 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1634                                 unsigned long pages_reclaimed)
1635 {
1636         /* Do not loop if specifically requested */
1637         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1638                 return 0;
1639
1640         /*
1641          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1642          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1643          * implementations.
1644          */
1645         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1646                 return 1;
1647
1648         /*
1649          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1650          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1651          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1652          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1653          * allocation still fails, we stop retrying.
1654          */
1655         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1656                 return 1;
1657
1658         /*
1659          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1660          * explicitly requests that.
1661          */
1662         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1663                 return 1;
1664
1665         return 0;
1666 }
1667
1668 static inline struct page *
1669 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1670         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1671         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1672         int migratetype)
1673 {
1674         struct page *page;
1675
1676         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1677         if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1678                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1679                 return NULL;
1680         }
1681
1682         /*
1683          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1684          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1685          * we're still under heavy pressure.
1686          */
1687         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1688                 order, zonelist, high_zoneidx,
1689                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1690                 preferred_zone, migratetype);
1691         if (page)
1692                 goto out;
1693
1694         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
1695                 /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1696                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1697                         goto out;
1698                 /*
1699                  * GFP_THISNODE contains __GFP_NORETRY and we never hit this.
1700                  * Sanity check for bare calls of __GFP_THISNODE, not real OOM.
1701                  * The caller should handle page allocation failure by itself if
1702                  * it specifies __GFP_THISNODE.
1703                  * Note: Hugepage uses it but will hit PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER.
1704                  */
1705                 if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
1706                         goto out;
1707         }
1708         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1709         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order, nodemask);
1710
1711 out:
1712         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1713         return page;
1714 }
1715
1716 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1717 static inline struct page *
1718 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1719         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1720         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1721         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
1722 {
1723         struct page *page = NULL;
1724         struct reclaim_state reclaim_state;
1725         struct task_struct *p = current;
1726
1727         cond_resched();
1728
1729         /* We now go into synchronous reclaim */
1730         cpuset_memory_pressure_bump();
1731         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1732         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1733         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1734         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1735
1736         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1737
1738         p->reclaim_state = NULL;
1739         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1740         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1741
1742         cond_resched();
1743
1744         if (order != 0)
1745                 drain_all_pages();
1746
1747         if (likely(*did_some_progress))
1748                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1749                                         zonelist, high_zoneidx,
1750                                         alloc_flags, preferred_zone,
1751                                         migratetype);
1752         return page;
1753 }
1754
1755 /*
1756  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
1757  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
1758  */
1759 static inline struct page *
1760 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1761         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1762         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1763         int migratetype)
1764 {
1765         struct page *page;
1766
1767         do {
1768                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1769                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
1770                         preferred_zone, migratetype);
1771
1772                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1773                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
1774         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
1775
1776         return page;
1777 }
1778
1779 static inline
1780 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
1781                                                 enum zone_type high_zoneidx)
1782 {
1783         struct zoneref *z;
1784         struct zone *zone;
1785
1786         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1787                 wakeup_kswapd(zone, order);
1788 }
1789
1790 static inline int
1791 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
1792 {
1793         struct task_struct *p = current;
1794         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
1795         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1796
1797         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
1798         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != ALLOC_HIGH);
1799
1800         /*
1801          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1802          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1803          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1804          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1805          */
1806         alloc_flags |= (gfp_mask & __GFP_HIGH);
1807
1808         if (!wait) {
1809                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1810                 /*
1811                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1812                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1813                  */
1814                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
1815         } else if (unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt())
1816                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1817
1818         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
1819                 if (!in_interrupt() &&
1820                     ((p->flags & PF_MEMALLOC) ||
1821                      unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
1822                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
1823         }
1824
1825         return alloc_flags;
1826 }
1827
1828 static inline struct page *
1829 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1830         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1831         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1832         int migratetype)
1833 {
1834         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1835         struct page *page = NULL;
1836         int alloc_flags;
1837         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1838         unsigned long did_some_progress;
1839         struct task_struct *p = current;
1840
1841         /*
1842          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
1843          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
1844          * be using allocators in order of preference for an area that is
1845          * too large.
1846          */
1847         if (order >= MAX_ORDER) {
1848                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
1849                 return NULL;
1850         }
1851
1852         /*
1853          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1854          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1855          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1856          * using a larger set of nodes after it has established that the
1857          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1858          * over allocated.
1859          */
1860         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1861                 goto nopage;
1862
1863 restart:
1864         wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx);
1865
1866         /*
1867          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1868          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1869          * to how we want to proceed.
1870          */
1871         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
1872
1873         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
1874         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1875                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
1876                         preferred_zone, migratetype);
1877         if (page)
1878                 goto got_pg;
1879
1880 rebalance:
1881         /* Allocate without watermarks if the context allows */
1882         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
1883                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
1884                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1885                                 preferred_zone, migratetype);
1886                 if (page)
1887                         goto got_pg;
1888         }
1889
1890         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1891         if (!wait)
1892                 goto nopage;
1893
1894         /* Avoid recursion of direct reclaim */
1895         if (p->flags & PF_MEMALLOC)
1896                 goto nopage;
1897
1898         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
1899         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
1900                 goto nopage;
1901
1902         /* Try direct reclaim and then allocating */
1903         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
1904                                         zonelist, high_zoneidx,
1905                                         nodemask,
1906                                         alloc_flags, preferred_zone,
1907                                         migratetype, &did_some_progress);
1908         if (page)
1909                 goto got_pg;
1910
1911         /*
1912          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
1913          * running out of options and have to consider going OOM
1914          */
1915         if (!did_some_progress) {
1916                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1917                         if (oom_killer_disabled)
1918                                 goto nopage;
1919                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
1920                                         zonelist, high_zoneidx,
1921                                         nodemask, preferred_zone,
1922                                         migratetype);
1923                         if (page)
1924                                 goto got_pg;
1925
1926                         /*
1927                          * The OOM killer does not trigger for high-order
1928                          * ~__GFP_NOFAIL allocations so if no progress is being
1929                          * made, there are no other options and retrying is
1930                          * unlikely to help.
1931                          */
1932                         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
1933                                                 !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
1934                                 goto nopage;
1935
1936                         goto restart;
1937                 }
1938         }
1939
1940         /* Check if we should retry the allocation */
1941         pages_reclaimed += did_some_progress;
1942         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
1943                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
1944                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
1945                 goto rebalance;
1946         }
1947
1948 nopage:
1949         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1950                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1951                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1952                         p->comm, order, gfp_mask);
1953                 dump_stack();
1954                 show_mem();
1955         }
1956         return page;
1957 got_pg:
1958         if (kmemcheck_enabled)
1959                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
1960         return page;
1961
1962 }
1963
1964 /*
1965  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1966  */
1967 struct page *
1968 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1969                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1970 {
1971         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1972         struct zone *preferred_zone;
1973         struct page *page;
1974         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
1975
1976         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
1977
1978         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
1979
1980         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
1981
1982         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1983                 return NULL;
1984
1985         /*
1986          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
1987          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
1988          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
1989          */
1990         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
1991                 return NULL;
1992
1993         /* The preferred zone is used for statistics later */
1994         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask, &preferred_zone);
1995         if (!preferred_zone)
1996                 return NULL;
1997
1998         /* First allocation attempt */
1999         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
2000                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
2001                         preferred_zone, migratetype);
2002         if (unlikely(!page))
2003                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
2004                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2005                                 preferred_zone, migratetype);
2006
2007         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
2008         return page;
2009 }
2010 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
2011
2012 /*
2013  * Common helper functions.
2014  */
2015 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2016 {
2017         struct page *page;
2018
2019         /*
2020          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
2021          * a highmem page
2022          */
2023         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
2024
2025         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
2026         if (!page)
2027                 return 0;
2028         return (unsigned long) page_address(page);
2029 }
2030 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2031
2032 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2033 {
2034         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2035 }
2036 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2037
2038 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
2039 {
2040         int i = pagevec_count(pvec);
2041
2042         while (--i >= 0) {
2043                 trace_mm_pagevec_free(pvec->pages[i], pvec->cold);
2044                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
2045         }
2046 }
2047
2048 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2049 {
2050         if (put_page_testzero(page)) {
2051                 if (order == 0)
2052                         free_hot_cold_page(page, 0);
2053                 else
2054                         __free_pages_ok(page, order);
2055         }
2056 }
2057
2058 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2059
2060 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2061 {
2062         if (addr != 0) {
2063                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2064                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2065         }
2066 }
2067
2068 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2069
2070 /**
2071  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2072  * @size: the number of bytes to allocate
2073  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2074  *
2075  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2076  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2077  * allocate memory in power-of-two pages.
2078  *
2079  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2080  *
2081  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2082  */
2083 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2084 {
2085         unsigned int order = get_order(size);
2086         unsigned long addr;
2087
2088         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2089         if (addr) {
2090                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2091                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2092
2093                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2094                 while (used < alloc_end) {
2095                         free_page(used);
2096                         used += PAGE_SIZE;
2097                 }
2098         }
2099
2100         return (void *)addr;
2101 }
2102 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2103
2104 /**
2105  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2106  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2107  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2108  *
2109  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2110  */
2111 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2112 {
2113         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2114         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2115
2116         while (addr < end) {
2117                 free_page(addr);
2118                 addr += PAGE_SIZE;
2119         }
2120 }
2121 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2122
2123 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
2124 {
2125         struct zoneref *z;
2126         struct zone *zone;
2127
2128         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2129         unsigned int sum = 0;
2130
2131         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2132
2133         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2134                 unsigned long size = zone->present_pages;
2135                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2136                 if (size > high)
2137                         sum += size - high;
2138         }
2139
2140         return sum;
2141 }
2142
2143 /*
2144  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
2145  */
2146 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
2147 {
2148         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2149 }
2150 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2151
2152 /*
2153  * Amount of free RAM allocatable within all zones
2154  */
2155 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
2156 {
2157         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2158 }
2159
2160 static inline void show_node(struct zone *zone)
2161 {
2162         if (NUMA_BUILD)
2163                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2164 }
2165
2166 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2167 {
2168         val->totalram = totalram_pages;
2169         val->sharedram = 0;
2170         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2171         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2172         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2173         val->freehigh = nr_free_highpages();
2174         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2175 }
2176
2177 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2178
2179 #ifdef CONFIG_NUMA
2180 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2181 {
2182         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2183
2184         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2185         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2186 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2187         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2188         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2189                         NR_FREE_PAGES);
2190 #else
2191         val->totalhigh = 0;
2192         val->freehigh = 0;
2193 #endif
2194         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2195 }
2196 #endif
2197
2198 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2199
2200 /*
2201  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2202  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2203  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2204  */
2205 void show_free_areas(void)
2206 {
2207         int cpu;
2208         struct zone *zone;
2209
2210         for_each_populated_zone(zone) {
2211                 show_node(zone);
2212                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2213
2214                 for_each_online_cpu(cpu) {
2215                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2216
2217                         pageset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
2218
2219                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2220                                cpu, pageset->pcp.high,
2221                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2222                 }
2223         }
2224
2225         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
2226                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
2227                 " unevictable:%lu"
2228                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2229                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
2230                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2231                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2232                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2233                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
2234                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2235                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2236                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
2237                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2238                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2239                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2240                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2241                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2242                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
2243                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2244                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2245                 global_page_state(NR_SHMEM),
2246                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2247                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2248
2249         for_each_populated_zone(zone) {
2250                 int i;
2251
2252                 show_node(zone);
2253                 printk("%s"
2254                         " free:%lukB"
2255                         " min:%lukB"
2256                         " low:%lukB"
2257                         " high:%lukB"
2258                         " active_anon:%lukB"
2259                         " inactive_anon:%lukB"
2260                         " active_file:%lukB"
2261                         " inactive_file:%lukB"
2262                         " unevictable:%lukB"
2263                         " isolated(anon):%lukB"
2264                         " isolated(file):%lukB"
2265                         " present:%lukB"
2266                         " mlocked:%lukB"
2267                         " dirty:%lukB"
2268                         " writeback:%lukB"
2269                         " mapped:%lukB"
2270                         " shmem:%lukB"
2271                         " slab_reclaimable:%lukB"
2272                         " slab_unreclaimable:%lukB"
2273                         " kernel_stack:%lukB"
2274                         " pagetables:%lukB"
2275                         " unstable:%lukB"
2276                         " bounce:%lukB"
2277                         " writeback_tmp:%lukB"
2278                         " pages_scanned:%lu"
2279                         " all_unreclaimable? %s"
2280                         "\n",
2281                         zone->name,
2282                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2283                         K(min_wmark_pages(zone)),
2284                         K(low_wmark_pages(zone)),
2285                         K(high_wmark_pages(zone)),
2286                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2287                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2288                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2289                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2290                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2291                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
2292                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
2293                         K(zone->present_pages),
2294                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
2295                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
2296                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
2297                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
2298                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
2299                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
2300                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
2301                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
2302                                 THREAD_SIZE / 1024,
2303                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
2304                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
2305                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
2306                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
2307                         zone->pages_scanned,
2308                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
2309                         );
2310                 printk("lowmem_reserve[]:");
2311                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2312                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2313                 printk("\n");
2314         }
2315
2316         for_each_populated_zone(zone) {
2317                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2318
2319                 show_node(zone);
2320                 printk("%s: ", zone->name);
2321
2322                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2323                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2324                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2325                         total += nr[order] << order;
2326                 }
2327                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2328                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2329                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2330                 printk("= %lukB\n", K(total));
2331         }
2332
2333         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2334
2335         show_swap_cache_info();
2336 }
2337
2338 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2339 {
2340         zoneref->zone = zone;
2341         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2342 }
2343
2344 /*
2345  * Builds allocation fallback zone lists.
2346  *
2347  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2348  */
2349 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2350                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2351 {
2352         struct zone *zone;
2353
2354         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2355         zone_type++;
2356
2357         do {
2358                 zone_type--;
2359                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2360                 if (populated_zone(zone)) {
2361                         zoneref_set_zone(zone,
2362                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2363                         check_highest_zone(zone_type);
2364                 }
2365
2366         } while (zone_type);
2367         return nr_zones;
2368 }
2369
2370
2371 /*
2372  *  zonelist_order:
2373  *  0 = automatic detection of better ordering.
2374  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2375  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2376  *
2377  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2378  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2379  */
2380 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2381 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2382 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2383
2384 /* zonelist order in the kernel.
2385  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2386  */
2387 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2388 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2389
2390
2391 #ifdef CONFIG_NUMA
2392 /* The value user specified ....changed by config */
2393 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2394 /* string for sysctl */
2395 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2396 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2397
2398 /*
2399  * interface for configure zonelist ordering.
2400  * command line option "numa_zonelist_order"
2401  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2402  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2403  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2404  */
2405
2406 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2407 {
2408         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2409                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2410         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2411                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2412         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2413                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2414         } else {
2415                 printk(KERN_WARNING
2416                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2417                         "%s\n", s);
2418                 return -EINVAL;
2419         }
2420         return 0;
2421 }
2422
2423 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2424 {
2425         if (s)
2426                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2427         return 0;
2428 }
2429 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2430
2431 /*
2432  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2433  */
2434 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2435                 void __user *buffer, size_t *length,
2436                 loff_t *ppos)
2437 {
2438         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2439         int ret;
2440         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
2441
2442         mutex_lock(&zl_order_mutex);
2443         if (write)
2444                 strcpy(saved_string, (char*)table->data);
2445         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
2446         if (ret)
2447                 goto out;
2448         if (write) {
2449                 int oldval = user_zonelist_order;
2450                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2451                         /*
2452                          * bogus value.  restore saved string
2453                          */
2454                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2455                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2456                         user_zonelist_order = oldval;
2457                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2458                         build_all_zonelists();
2459         }
2460 out:
2461         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
2462         return ret;
2463 }
2464
2465
2466 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
2467 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2468
2469 /**
2470  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2471  * @node: node whose fallback list we're appending
2472  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2473  *
2474  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2475  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2476  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2477  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2478  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2479  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2480  * on them otherwise.
2481  * It returns -1 if no node is found.
2482  */
2483 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2484 {
2485         int n, val;
2486         int min_val = INT_MAX;
2487         int best_node = -1;
2488         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2489
2490         /* Use the local node if we haven't already */
2491         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2492                 node_set(node, *used_node_mask);
2493                 return node;
2494         }
2495
2496         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2497
2498                 /* Don't want a node to appear more than once */
2499                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2500                         continue;
2501
2502                 /* Use the distance array to find the distance */
2503                 val = node_distance(node, n);
2504
2505                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2506                 val += (n < node);
2507
2508                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2509                 tmp = cpumask_of_node(n);
2510                 if (!cpumask_empty(tmp))
2511                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2512
2513                 /* Slight preference for less loaded node */
2514                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2515                 val += node_load[n];
2516
2517                 if (val < min_val) {
2518                         min_val = val;
2519                         best_node = n;
2520                 }
2521         }
2522
2523         if (best_node >= 0)
2524                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2525
2526         return best_node;
2527 }
2528
2529
2530 /*
2531  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2532  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2533  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2534  */
2535 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2536 {
2537         int j;
2538         struct zonelist *zonelist;
2539
2540         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2541         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2542                 ;
2543         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2544                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2545         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2546         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2547 }
2548
2549 /*
2550  * Build gfp_thisnode zonelists
2551  */
2552 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2553 {
2554         int j;
2555         struct zonelist *zonelist;
2556
2557         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2558         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2559         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2560         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2561 }
2562
2563 /*
2564  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2565  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2566  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2567  * may still exist in local DMA zone.
2568  */
2569 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2570
2571 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2572 {
2573         int pos, j, node;
2574         int zone_type;          /* needs to be signed */
2575         struct zone *z;
2576         struct zonelist *zonelist;
2577
2578         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2579         pos = 0;
2580         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2581                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2582                         node = node_order[j];
2583                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2584                         if (populated_zone(z)) {
2585                                 zoneref_set_zone(z,
2586                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2587                                 check_highest_zone(zone_type);
2588                         }
2589                 }
2590         }
2591         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2592         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2593 }
2594
2595 static int default_zonelist_order(void)
2596 {
2597         int nid, zone_type;
2598         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2599         struct zone *z;
2600         int average_size;
2601         /*
2602          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the system.
2603          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2604          * into OOM very easily.
2605          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2606          */
2607         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2608         low_kmem_size = 0;
2609         total_size = 0;
2610         for_each_online_node(nid) {
2611                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2612                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2613                         if (populated_zone(z)) {
2614                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2615                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2616                                 total_size += z->present_pages;
2617                         }
2618                 }
2619         }
2620         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2621             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2622                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2623         /*
2624          * look into each node's config.
2625          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2626          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2627          */
2628         average_size = total_size /
2629                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2630         for_each_online_node(nid) {
2631                 low_kmem_size = 0;
2632                 total_size = 0;
2633                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2634                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2635                         if (populated_zone(z)) {
2636                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2637                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2638                                 total_size += z->present_pages;
2639                         }
2640                 }
2641                 if (low_kmem_size &&
2642                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2643                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2644                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2645         }
2646         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2647 }
2648
2649 static void set_zonelist_order(void)
2650 {
2651         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2652                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2653         else
2654                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2655 }
2656
2657 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2658 {
2659         int j, node, load;
2660         enum zone_type i;
2661         nodemask_t used_mask;
2662         int local_node, prev_node;
2663         struct zonelist *zonelist;
2664         int order = current_zonelist_order;
2665
2666         /* initialize zonelists */
2667         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2668                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2669                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2670                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2671         }
2672
2673         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2674         local_node = pgdat->node_id;
2675         load = nr_online_nodes;
2676         prev_node = local_node;
2677         nodes_clear(used_mask);
2678
2679         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2680         j = 0;
2681
2682         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2683                 int distance = node_distance(local_node, node);
2684
2685                 /*
2686                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2687                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2688                  */
2689                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2690                         zone_reclaim_mode = 1;
2691
2692                 /*
2693                  * We don't want to pressure a particular node.
2694                  * So adding penalty to the first node in same
2695                  * distance group to make it round-robin.
2696                  */
2697                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2698                         node_load[node] = load;
2699
2700                 prev_node = node;
2701                 load--;
2702                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2703                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2704                 else
2705                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2706         }
2707
2708         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2709                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2710                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2711         }
2712
2713         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2714 }
2715
2716 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2717 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2718 {
2719         struct zonelist *zonelist;
2720         struct zonelist_cache *zlc;
2721         struct zoneref *z;
2722
2723         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2724         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2725         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2726         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2727                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2728 }
2729
2730
2731 #else   /* CONFIG_NUMA */
2732
2733 static void set_zonelist_order(void)
2734 {
2735         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2736 }
2737
2738 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2739 {
2740         int node, local_node;
2741         enum zone_type j;
2742         struct zonelist *zonelist;
2743
2744         local_node = pgdat->node_id;
2745
2746         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2747         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2748
2749         /*
2750          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2751          * of all the other nodes.
2752          * We don't want to pressure a particular node, so when
2753          * building the zones for node N, we make sure that the
2754          * zones coming right after the local ones are those from
2755          * node N+1 (modulo N)
2756          */
2757         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2758                 if (!node_online(node))
2759                         continue;
2760                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2761                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2762         }
2763         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2764                 if (!node_online(node))
2765                         continue;
2766                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2767                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2768         }
2769
2770         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2771         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2772 }
2773
2774 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2775 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2776 {
2777         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2778 }
2779
2780 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2781
2782 /*
2783  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2784  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2785  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2786  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2787  * with interrupts disabled.
2788  *
2789  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2790  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2791  * hotplugged processors.
2792  *
2793  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2794  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2795  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2796  */
2797 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
2798 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
2799
2800 /* return values int ....just for stop_machine() */
2801 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2802 {
2803         int nid;
2804         int cpu;
2805
2806 #ifdef CONFIG_NUMA
2807         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2808 #endif
2809         for_each_online_node(nid) {
2810                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2811
2812                 build_zonelists(pgdat);
2813                 build_zonelist_cache(pgdat);
2814         }
2815
2816         /*
2817          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
2818          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
2819          * each zone will be allocated later when the per cpu
2820          * allocator is available.
2821          *
2822          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
2823          * cpus if the system is already booted because the pagesets
2824          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
2825          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
2826          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
2827          * (a chicken-egg dilemma).
2828          */
2829         for_each_possible_cpu(cpu)
2830                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
2831
2832         return 0;
2833 }
2834
2835 void build_all_zonelists(void)
2836 {
2837         set_zonelist_order();
2838
2839         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2840                 __build_all_zonelists(NULL);
2841                 mminit_verify_zonelist();
2842                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2843         } else {
2844                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2845                    of zonelist */
2846                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2847                 /* cpuset refresh routine should be here */
2848         }
2849         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2850         /*
2851          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2852          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2853          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2854          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2855          * disabled and enable it later
2856          */
2857         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2858                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2859         else
2860                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2861
2862         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2863                 "Total pages: %ld\n",
2864                         nr_online_nodes,
2865                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2866                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2867                         vm_total_pages);
2868 #ifdef CONFIG_NUMA
2869         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2870 #endif
2871 }
2872
2873 /*
2874  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2875  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2876  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2877  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2878  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2879  * conservative, even though it seems large.
2880  *
2881  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2882  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2883  */
2884 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2885
2886 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2887 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2888 {
2889         unsigned long size = 1;
2890
2891         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2892
2893         while (size < pages)
2894                 size <<= 1;
2895
2896         /*
2897          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2898          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2899          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2900          */
2901         size = min(size, 4096UL);
2902
2903         return max(size, 4UL);
2904 }
2905 #else
2906 /*
2907  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2908  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2909  *
2910  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2911  *
2912  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2913  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2914  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2915  *
2916  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2917  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2918  *
2919  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2920  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2921  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2922  */
2923 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2924 {
2925         return 4096UL;
2926 }
2927 #endif
2928
2929 /*
2930  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2931  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2932  * hash function before the remainder is taken.
2933  */
2934 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2935 {
2936         return ffz(~size);
2937 }
2938
2939 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2940
2941 /*
2942  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2943  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
2944  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2945  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2946  * blocks as reclaim kicks in
2947  */
2948 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2949 {
2950         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2951         struct page *page;
2952         unsigned long block_migratetype;
2953         int reserve;
2954
2955         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2956         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2957         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2958         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
2959                                                         pageblock_order;
2960
2961         /*
2962          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
2963          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
2964          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
2965          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
2966          * future allocation of hugepages at runtime.
2967          */
2968         reserve = min(2, reserve);
2969
2970         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2971                 if (!pfn_valid(pfn))
2972                         continue;
2973                 page = pfn_to_page(pfn);
2974
2975                 /* Watch out for overlapping nodes */
2976                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2977                         continue;
2978
2979                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2980                 if (PageReserved(page))
2981                         continue;
2982
2983                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2984
2985                 /* If this block is reserved, account for it */
2986                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2987                         reserve--;
2988                         continue;
2989                 }
2990
2991                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2992                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2993                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2994                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2995                         reserve--;
2996                         continue;
2997                 }
2998
2999                 /*
3000                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
3001                  * take it back
3002                  */
3003                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3004                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3005                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
3006                 }
3007         }
3008 }
3009
3010 /*
3011  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
3012  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
3013  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
3014  */
3015 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
3016                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
3017 {
3018         struct page *page;
3019         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
3020         unsigned long pfn;
3021         struct zone *z;
3022
3023         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
3024                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
3025
3026         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
3027         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3028                 /*
3029                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
3030                  * handed to this function.  They do not
3031                  * exist on hotplugged memory.
3032                  */
3033                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
3034                         if (!early_pfn_valid(pfn))
3035                                 continue;
3036                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
3037                                 continue;
3038                 }
3039                 page = pfn_to_page(pfn);
3040                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
3041                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
3042                 init_page_count(page);
3043                 reset_page_mapcount(page);
3044                 SetPageReserved(page);
3045                 /*
3046                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
3047                  * movable at startup. This will force kernel allocations
3048                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
3049                  * the address space during boot when many long-lived
3050                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
3051                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
3052                  * setup_zone_migrate_reserve()
3053                  *
3054                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
3055                  * can be created for invalid pages (for alignment)
3056                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
3057                  * pfn out of zone.
3058                  */
3059                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
3060                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
3061                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
3062                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3063
3064                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
3065 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
3066                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3067                 if (!is_highmem_idx(zone))
3068                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3069 #endif
3070         }
3071 }
3072
3073 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3074 {
3075         int order, t;
3076         for_each_migratetype_order(order, t) {
3077                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3078                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3079         }
3080 }
3081
3082 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3083 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3084         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3085 #endif
3086
3087 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
3088 {
3089 #ifdef CONFIG_MMU
3090         int batch;
3091
3092         /*
3093          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3094          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
3095          *
3096          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
3097          */
3098         batch = zone->present_pages / 1024;
3099         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
3100                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
3101         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
3102         if (batch < 1)
3103                 batch = 1;
3104
3105         /*
3106          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
3107          * of 2 value was found to be more likely to have
3108          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
3109          *
3110          * For example if 2 tasks are alternately allocating
3111          * batches of pages, one task can end up with a lot
3112          * of pages of one half of the possible page colors
3113          * and the other with pages of the other colors.
3114          */
3115         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
3116
3117         return batch;
3118
3119 #else
3120         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
3121          * conditions.
3122          *
3123          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
3124          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
3125          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
3126          *
3127          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
3128          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
3129          * can be a significant delay between the individual batches being
3130          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
3131          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
3132          */
3133         return 0;
3134 #endif
3135 }
3136
3137 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
3138 {
3139         struct per_cpu_pages *pcp;
3140         int migratetype;
3141
3142         memset(p, 0, sizeof(*p));
3143
3144         pcp = &p->pcp;
3145         pcp->count = 0;
3146         pcp->high = 6 * batch;
3147         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
3148         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
3149                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
3150 }
3151
3152 /*
3153  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
3154  * to the value high for the pageset p.
3155  */
3156
3157 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
3158                                 unsigned long high)
3159 {
3160         struct per_cpu_pages *pcp;
3161
3162         pcp = &p->pcp;
3163         pcp->high = high;
3164         pcp->batch = max(1UL, high/4);
3165         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
3166                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
3167 }
3168
3169 /*
3170  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
3171  * Before this call only boot pagesets were available.
3172  * Boot pagesets will no longer be used by this processorr
3173  * after setup_per_cpu_pageset().
3174  */
3175 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
3176 {
3177         struct zone *zone;
3178         int cpu;
3179
3180         for_each_populated_zone(zone) {
3181                 zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
3182
3183                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3184                         struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3185
3186                         setup_pageset(pcp, zone_batchsize(zone));
3187
3188                         if (percpu_pagelist_fraction)
3189                                 setup_pagelist_highmark(pcp,
3190                                         (zone->present_pages /
3191                                                 percpu_pagelist_fraction));
3192                 }
3193         }
3194 }
3195
3196 static noinline __init_refok
3197 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3198 {
3199         int i;
3200         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3201         size_t alloc_size;
3202
3203         /*
3204          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3205          * per zone.
3206          */
3207         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3208                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3209         zone->wait_table_bits =
3210                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3211         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3212                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3213
3214         if (!slab_is_available()) {
3215                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3216                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
3217         } else {
3218                 /*
3219                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3220                  * via memory hot-add.
3221                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3222                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3223                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3224                  * node itself as well.
3225                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3226                  * necessary.
3227                  */
3228                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3229         }
3230         if (!zone->wait_table)
3231                 return -ENOMEM;
3232
3233         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3234                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3235
3236         return 0;
3237 }
3238
3239 static int __zone_pcp_update(void *data)
3240 {
3241         struct zone *zone = data;
3242         int cpu;
3243         unsigned long batch = zone_batchsize(zone), flags;
3244
3245         for_each_possible_cpu(cpu) {
3246                 struct per_cpu_pageset *pset;
3247                 struct per_cpu_pages *pcp;
3248
3249                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3250                 pcp = &pset->pcp;
3251
3252                 local_irq_save(flags);
3253                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
3254                 setup_pageset(pset, batch);
3255                 local_irq_restore(flags);
3256         }
3257         return 0;
3258 }
3259
3260 void zone_pcp_update(struct zone *zone)
3261 {
3262         stop_machine(__zone_pcp_update, zone, NULL);
3263 }
3264
3265 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3266 {
3267         /*
3268          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
3269          * relies on the ability of the linker to provide the
3270          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
3271          */
3272         zone->pageset = &boot_pageset;
3273
3274         if (zone->present_pages)
3275                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
3276                         zone->name, zone->present_pages,
3277                                          zone_batchsize(zone));
3278 }
3279
3280 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3281                                         unsigned long zone_start_pfn,
3282                                         unsigned long size,
3283                                         enum memmap_context context)
3284 {
3285         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3286         int ret;
3287         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3288         if (ret)
3289                 return ret;
3290         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3291
3292         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3293
3294         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3295                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3296                         pgdat->node_id,
3297                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3298                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3299
3300         zone_init_free_lists(zone);
3301
3302         return 0;
3303 }
3304
3305 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3306 /*
3307  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3308  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3309  */
3310 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3311 {
3312         int i;
3313
3314         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3315                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3316                         return i;
3317
3318         return -1;
3319 }
3320
3321 /*
3322  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3323  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3324  */
3325 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3326 {
3327         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3328                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3329                         return index;
3330
3331         return -1;
3332 }
3333
3334 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3335 /*
3336  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3337  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3338  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3339  * alternative
3340  */
3341 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3342 {
3343         int i;
3344
3345         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3346                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3347                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3348
3349                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3350                         return early_node_map[i].nid;
3351         }
3352         /* This is a memory hole */
3353         return -1;
3354 }
3355 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3356
3357 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3358 {
3359         int nid;
3360
3361         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3362         if (nid >= 0)
3363                 return nid;
3364         /* just returns 0 */
3365         return 0;
3366 }
3367
3368 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3369 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3370 {
3371         int nid;
3372
3373         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3374         if (nid >= 0 && nid != node)
3375                 return false;
3376         return true;
3377 }
3378 #endif
3379
3380 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3381 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3382         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3383                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3384
3385 /**
3386  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3387  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3388  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3389  *
3390  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3391  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3392  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3393  */
3394 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3395                                                 unsigned long max_low_pfn)
3396 {
3397         int i;
3398
3399         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3400                 unsigned long size_pages = 0;
3401                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3402
3403                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3404                         continue;
3405
3406                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3407                         end_pfn = max_low_pfn;
3408
3409                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3410                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3411                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3412                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3413         }
3414 }
3415
3416 int __init add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
3417                                    int nr_range, int nid)
3418 {
3419         int i;
3420         u64 start, end;
3421
3422         /* need to go over early_node_map to find out good range for node */
3423         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3424                 start = early_node_map[i].start_pfn;
3425                 end = early_node_map[i].end_pfn;
3426                 nr_range = add_range(range, az, nr_range, start, end);
3427         }
3428         return nr_range;
3429 }
3430
3431 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
3432 void * __init __alloc_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
3433                                         u64 goal, u64 limit)
3434 {
3435         int i;
3436         void *ptr;
3437
3438         /* need to go over early_node_map to find out good range for node */
3439         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3440                 u64 addr;
3441                 u64 ei_start, ei_last;
3442
3443                 ei_last = early_node_map[i].end_pfn;
3444                 ei_last <<= PAGE_SHIFT;
3445                 ei_start = early_node_map[i].start_pfn;
3446                 ei_start <<= PAGE_SHIFT;
3447                 addr = find_early_area(ei_start, ei_last,
3448                                          goal, limit, size, align);
3449
3450                 if (addr == -1ULL)
3451                         continue;
3452
3453 #if 0
3454                 printk(KERN_DEBUG "alloc (nid=%d %llx - %llx) (%llx - %llx) %llx %llx => %llx\n",
3455                                 nid,
3456                                 ei_start, ei_last, goal, limit, size,
3457                                 align, addr);
3458 #endif
3459
3460                 ptr = phys_to_virt(addr);
3461                 memset(ptr, 0, size);
3462                 reserve_early_without_check(addr, addr + size, "BOOTMEM");
3463                 return ptr;
3464         }
3465
3466         return NULL;
3467 }
3468 #endif
3469
3470
3471 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3472 {
3473         int i;
3474         int ret;
3475
3476         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3477                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3478                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3479                 if (ret)
3480                         break;
3481         }
3482 }
3483 /**
3484  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3485  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3486  *
3487  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3488  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3489  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3490  */
3491 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3492 {
3493         int i;
3494
3495         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3496                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3497                                 early_node_map[i].start_pfn,
3498                                 early_node_map[i].end_pfn);
3499 }
3500
3501 /**
3502  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3503  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3504  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3505  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3506  *
3507  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3508  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3509  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3510  * PFNs will be 0.
3511  */
3512 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3513                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3514 {
3515         int i;
3516         *start_pfn = -1UL;
3517         *end_pfn = 0;
3518
3519         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3520                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3521                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3522         }
3523
3524         if (*start_pfn == -1UL)
3525                 *start_pfn = 0;
3526 }
3527
3528 /*
3529  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3530  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3531  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3532  */
3533 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3534 {
3535         int zone_index;
3536         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3537                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3538                         continue;
3539
3540                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3541                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3542                         break;
3543         }
3544
3545         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3546         movable_zone = zone_index;
3547 }
3548
3549 /*
3550  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3551  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3552  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3553  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3554  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3555  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3556  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3557  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3558  */
3559 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3560                                         unsigned long zone_type,
3561                                         unsigned long node_start_pfn,
3562                                         unsigned long node_end_pfn,
3563                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3564                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3565 {
3566         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3567         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3568                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3569                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3570                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3571                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3572                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3573
3574                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3575                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3576                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3577                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3578
3579                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3580                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3581                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3582         }
3583 }
3584
3585 /*
3586  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3587  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3588  */
3589 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3590                                         unsigned long zone_type,
3591                                         unsigned long *ignored)
3592 {
3593         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3594         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3595
3596         /* Get the start and end of the node and zone */
3597         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3598         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3599         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3600         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3601                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3602                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3603
3604         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3605         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3606                 return 0;
3607
3608         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3609         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3610         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3611
3612         /* Return the spanned pages */
3613         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3614 }
3615
3616 /*
3617  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3618  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3619  */
3620 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3621                                 unsigned long range_start_pfn,
3622                                 unsigned long range_end_pfn)
3623 {
3624         int i = 0;
3625         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3626         unsigned long start_pfn;
3627
3628         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3629         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3630         if (i == -1)
3631                 return 0;
3632
3633         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3634
3635         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3636         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3637                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3638
3639         /* Find all holes for the zone within the node */
3640         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3641
3642                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3643                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3644                         break;
3645
3646                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3647                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3648                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3649
3650                 /* Update the hole size cound and move on */
3651                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3652                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3653                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3654                 }
3655                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3656         }
3657
3658         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3659         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3660                 hole_pages += range_end_pfn -
3661                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3662
3663         return hole_pages;
3664 }
3665
3666 /**
3667  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3668  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3669  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3670  *
3671  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3672  */
3673 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3674                                                         unsigned long end_pfn)
3675 {
3676         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3677 }
3678
3679 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3680 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3681                                         unsigned long zone_type,
3682                                         unsigned long *ignored)
3683 {
3684         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3685         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3686
3687         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3688         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3689                                                         node_start_pfn);
3690         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3691                                                         node_end_pfn);
3692
3693         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3694                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3695                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3696         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3697 }
3698
3699 #else
3700 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3701                                         unsigned long zone_type,
3702                                         unsigned long *zones_size)
3703 {
3704         return zones_size[zone_type];
3705 }
3706
3707 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3708                                                 unsigned long zone_type,
3709                                                 unsigned long *zholes_size)
3710 {
3711         if (!zholes_size)
3712                 return 0;
3713
3714         return zholes_size[zone_type];
3715 }
3716
3717 #endif
3718
3719 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3720                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3721 {
3722         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3723         enum zone_type i;
3724
3725         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3726                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3727                                                                 zones_size);
3728         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3729
3730         realtotalpages = totalpages;
3731         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3732                 realtotalpages -=
3733                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3734                                                                 zholes_size);
3735         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3736         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3737                                                         realtotalpages);
3738 }
3739
3740 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3741 /*
3742  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3743  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3744  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3745  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3746  * bytes.
3747  */
3748 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3749 {
3750         unsigned long usemapsize;
3751
3752         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3753         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3754         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3755         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3756
3757         return usemapsize / 8;
3758 }
3759
3760 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3761                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3762 {
3763         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3764         zone->pageblock_flags = NULL;
3765         if (usemapsize)
3766                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3767 }
3768 #else
3769 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3770                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3771 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3772
3773 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3774
3775 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3776 static inline int pageblock_default_order(void)
3777 {
3778         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3779                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3780
3781         return MAX_ORDER-1;
3782 }
3783
3784 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3785 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3786 {
3787         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3788         if (pageblock_order)
3789                 return;
3790
3791         /*
3792          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3793          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3794          */
3795         pageblock_order = order;
3796 }
3797 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3798
3799 /*
3800  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3801  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3802  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3803  * pageblock_order based on the kernel config
3804  */
3805 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3806 {
3807         return MAX_ORDER-1;
3808 }
3809 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3810
3811 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3812
3813 /*
3814  * Set up the zone data structures:
3815  *   - mark all pages reserved
3816  *   - mark all memory queues empty
3817  *   - clear the memory bitmaps
3818  */
3819 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3820                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3821 {
3822         enum zone_type j;
3823         int nid = pgdat->node_id;
3824         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3825         int ret;
3826
3827         pgdat_resize_init(pgdat);
3828         pgdat->nr_zones = 0;
3829         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3830         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3831         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3832         
3833         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3834                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3835                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3836                 enum lru_list l;
3837
3838                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3839                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3840                                                                 zholes_size);
3841
3842                 /*
3843                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3844                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3845                  * and per-cpu initialisations
3846                  */
3847                 memmap_pages =
3848                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3849                 if (realsize >= memmap_pages) {
3850                         realsize -= memmap_pages;
3851                         if (memmap_pages)
3852                                 printk(KERN_DEBUG
3853                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3854                                        zone_names[j], memmap_pages);
3855                 } else
3856                         printk(KERN_WARNING
3857                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3858                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3859
3860                 /* Account for reserved pages */
3861                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3862                         realsize -= dma_reserve;
3863                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3864                                         zone_names[0], dma_reserve);
3865                 }
3866
3867                 if (!is_highmem_idx(j))
3868                         nr_kernel_pages += realsize;
3869                 nr_all_pages += realsize;
3870
3871                 zone->spanned_pages = size;
3872                 zone->present_pages = realsize;
3873 #ifdef CONFIG_NUMA
3874                 zone->node = nid;
3875                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3876                                                 / 100;
3877                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3878 #endif
3879                 zone->name = zone_names[j];
3880                 spin_lock_init(&zone->lock);
3881                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3882                 zone_seqlock_init(zone);
3883                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3884
3885                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3886
3887                 zone_pcp_init(zone);
3888                 for_each_lru(l) {
3889                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3890                         zone->reclaim_stat.nr_saved_scan[l] = 0;
3891                 }
3892                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
3893                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
3894                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
3895                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
3896                 zap_zone_vm_stats(zone);
3897                 zone->flags = 0;
3898                 if (!size)
3899                         continue;
3900
3901                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3902                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3903                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3904                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3905                 BUG_ON(ret);
3906                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3907                 zone_start_pfn += size;
3908         }
3909 }
3910
3911 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3912 {
3913         /* Skip empty nodes */
3914         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3915                 return;
3916
3917 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3918         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3919         if (!pgdat->node_mem_map) {
3920                 unsigned long size, start, end;
3921                 struct page *map;
3922
3923                 /*
3924                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3925                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3926                  * for the buddy allocator to function correctly.
3927                  */
3928                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3929                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3930                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3931                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3932                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3933                 if (!map)
3934                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3935                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3936         }
3937 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3938         /*
3939          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3940          */
3941         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3942                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3943 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3944                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3945                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3946 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3947         }
3948 #endif
3949 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3950 }
3951
3952 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3953                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3954 {
3955         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3956
3957         pgdat->node_id = nid;
3958         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3959         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3960
3961         alloc_node_mem_map(pgdat);
3962 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3963         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3964                 nid, (unsigned long)pgdat,
3965                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3966 #endif
3967
3968         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3969 }
3970
3971 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3972
3973 #if MAX_NUMNODES > 1
3974 /*
3975  * Figure out the number of possible node ids.
3976  */
3977 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3978 {
3979         unsigned int node;
3980         unsigned int highest = 0;
3981
3982         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3983                 highest = node;
3984         nr_node_ids = highest + 1;
3985 }
3986 #else
3987 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3988 {
3989 }
3990 #endif
3991
3992 /**
3993  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3994  * @nid: The node ID the range resides on
3995  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3996  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3997  *
3998  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3999  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
4000  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
4001  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
4002  * the range being registered will be merged with existing ranges.
4003  */
4004 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4005                                                 unsigned long end_pfn)
4006 {
4007         int i;
4008
4009         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
4010                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
4011                         "%d entries of %d used\n",
4012                         nid, start_pfn, end_pfn,
4013                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
4014
4015         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
4016
4017         /* Merge with existing active regions if possible */
4018         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4019                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4020                         continue;
4021
4022                 /* Skip if an existing region covers this new one */
4023                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
4024                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
4025                         return;
4026
4027                 /* Merge forward if suitable */
4028                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
4029                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
4030                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4031                         return;
4032                 }
4033
4034                 /* Merge backward if suitable */
4035                 if (start_pfn < early_node_map[i].start_pfn &&
4036                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
4037                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4038                         return;
4039                 }
4040         }
4041
4042         /* Check that early_node_map is large enough */
4043         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
4044                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
4045                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
4046                 return;
4047         }
4048
4049         early_node_map[i].nid = nid;
4050         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4051         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4052         nr_nodemap_entries = i + 1;
4053 }
4054
4055 /**
4056  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
4057  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
4058  * @start_pfn: The new PFN of the range
4059  * @end_pfn: The new PFN of the range
4060  *
4061  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
4062  * The map is kept near the end physical page range that has already been
4063  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
4064  * range.
4065  */
4066 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4067                                 unsigned long end_pfn)
4068 {
4069         int i, j;
4070         int removed = 0;
4071
4072         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
4073                           nid, start_pfn, end_pfn);
4074
4075         /* Find the old active region end and shrink */
4076         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4077                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4078                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
4079                         /* clear it */
4080                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
4081                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
4082                         removed = 1;
4083                         continue;
4084                 }
4085                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
4086                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
4087                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4088                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
4089                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
4090                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
4091                         continue;
4092                 }
4093                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4094                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
4095                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
4096                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
4097                         continue;
4098                 }
4099         }
4100
4101         if (!removed)
4102                 return;
4103
4104         /* remove the blank ones */
4105         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
4106                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4107                         continue;
4108                 if (early_node_map[i].end_pfn)
4109                         continue;
4110                 /* we found it, get rid of it */
4111                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
4112                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
4113                                 sizeof(early_node_map[j]));
4114                 j = nr_nodemap_entries - 1;
4115                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
4116                 nr_nodemap_entries--;
4117         }
4118 }
4119
4120 /**
4121  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
4122  *
4123  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
4124  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
4125  * all currently registered regions.
4126  */
4127 void __init remove_all_active_ranges(void)
4128 {
4129         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
4130         nr_nodemap_entries = 0;
4131 }
4132
4133 /* Compare two active node_active_regions */
4134 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
4135 {
4136         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
4137         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
4138
4139         /* Done this way to avoid overflows */
4140         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
4141                 return 1;
4142         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
4143                 return -1;
4144
4145         return 0;
4146 }
4147
4148 /* sort the node_map by start_pfn */
4149 void __init sort_node_map(void)
4150 {
4151         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
4152                         sizeof(struct node_active_region),
4153                         cmp_node_active_region, NULL);
4154 }
4155
4156 /* Find the lowest pfn for a node */
4157 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4158 {
4159         int i;
4160         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4161
4162         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
4163         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4164                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4165
4166         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4167                 printk(KERN_WARNING
4168                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4169                 return 0;
4170         }
4171
4172         return min_pfn;
4173 }
4174
4175 /**
4176  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4177  *
4178  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4179  * add_active_range().
4180  */
4181 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4182 {
4183         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4184 }
4185
4186 /*
4187  * early_calculate_totalpages()
4188  * Sum pages in active regions for movable zone.
4189  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
4190  */
4191 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4192 {
4193         int i;
4194         unsigned long totalpages = 0;
4195
4196         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4197                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
4198                                                 early_node_map[i].start_pfn;
4199                 totalpages += pages;
4200                 if (pages)
4201                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
4202         }
4203         return totalpages;
4204 }
4205
4206 /*
4207  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4208  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4209  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4210  * others
4211  */
4212 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
4213 {
4214         int i, nid;
4215         unsigned long usable_startpfn;
4216         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4217         /* save the state before borrow the nodemask */
4218         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_HIGH_MEMORY];
4219         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4220         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
4221
4222         /*
4223          * If movablecore was specified, calculate what size of
4224          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4225          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4226          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4227          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4228          * what movablecore would have allowed.
4229          */
4230         if (required_movablecore) {
4231                 unsigned long corepages;
4232
4233                 /*
4234                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4235                  * was requested by the user
4236                  */
4237                 required_movablecore =
4238                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4239                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4240
4241                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4242         }
4243
4244         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4245         if (!required_kernelcore)
4246                 goto out;
4247
4248         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4249         find_usable_zone_for_movable();
4250         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4251
4252 restart:
4253         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4254         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4255         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4256                 /*
4257                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4258                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4259                  * amount of memory for the kernel
4260                  */
4261                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4262                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4263
4264                 /*
4265                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4266                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4267                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4268                  */
4269                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4270
4271                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4272                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4273                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4274                         unsigned long size_pages;
4275
4276                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4277                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4278                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4279                         if (start_pfn >= end_pfn)
4280                                 continue;
4281
4282                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4283                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4284                                 unsigned long kernel_pages;
4285                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4286                                                                 - start_pfn;
4287
4288                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4289                                                         kernelcore_remaining);
4290                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4291                                                         required_kernelcore);
4292
4293                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4294                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4295
4296                                         /*
4297                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4298                                          * that if we have to rebalance
4299                                          * kernelcore across nodes, we will
4300                                          * not double account here
4301                                          */
4302                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4303                                         continue;
4304                                 }
4305                                 start_pfn = usable_startpfn;
4306                         }
4307
4308                         /*
4309                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4310                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4311                          * number of pages used as kernelcore
4312                          */
4313                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4314                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4315                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4316                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4317
4318                         /*
4319                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4320                          * break if the kernelcore for this node has been
4321                          * satisified
4322                          */
4323                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4324                                                                 size_pages);
4325                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4326                         if (!kernelcore_remaining)
4327                                 break;
4328                 }
4329         }
4330
4331         /*
4332          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4333          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4334          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4335          * satisified
4336          */
4337         usable_nodes--;
4338         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4339                 goto restart;
4340
4341         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4342         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4343                 zone_movable_pfn[nid] =
4344                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4345
4346 out:
4347         /* restore the node_state */
4348         node_states[N_HIGH_MEMORY] = saved_node_state;
4349 }
4350
4351 /* Any regular memory on that node ? */
4352 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4353 {
4354 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4355         enum zone_type zone_type;
4356
4357         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4358                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4359                 if (zone->present_pages)
4360                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4361         }
4362 #endif
4363 }
4364
4365 /**
4366  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4367  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4368  *
4369  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4370  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4371  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4372  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4373  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4374  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4375  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4376  * at arch_max_dma_pfn.
4377  */
4378 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4379 {
4380         unsigned long nid;
4381         int i;
4382
4383         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4384         sort_node_map();
4385
4386         /* Record where the zone boundaries are */
4387         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4388                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4389         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4390                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4391         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4392         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4393         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4394                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4395                         continue;
4396                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4397                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4398                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4399                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4400         }
4401         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4402         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4403
4404         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4405         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4406         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4407
4408         /* Print out the zone ranges */
4409         printk("Zone PFN ranges:\n");
4410         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4411                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4412                         continue;
4413                 printk("  %-8s ", zone_names[i]);
4414                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
4415                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
4416                         printk("empty\n");
4417                 else
4418                         printk("%0#10lx -> %0#10lx\n",
4419                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4420                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4421         }
4422
4423         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4424         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4425         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4426                 if (zone_movable_pfn[i])
4427                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4428         }
4429
4430         /* Print out the early_node_map[] */
4431         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4432         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4433                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4434                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4435                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4436
4437         /* Initialise every node */
4438         mminit_verify_pageflags_layout();
4439         setup_nr_node_ids();
4440         for_each_online_node(nid) {
4441                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4442                 free_area_init_node(nid, NULL,
4443                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4444
4445                 /* Any memory on that node */
4446                 if (pgdat->node_present_pages)
4447                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4448                 check_for_regular_memory(pgdat);
4449         }
4450 }
4451
4452 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4453 {
4454         unsigned long long coremem;
4455         if (!p)
4456                 return -EINVAL;
4457
4458         coremem = memparse(p, &p);
4459         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4460
4461         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4462         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4463
4464         return 0;
4465 }
4466
4467 /*
4468  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4469  * cannot be reclaimed or migrated.
4470  */
4471 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4472 {
4473         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4474 }
4475
4476 /*
4477  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4478  * can be reclaimed or migrated.
4479  */
4480 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4481 {
4482         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4483 }
4484
4485 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4486 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4487
4488 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4489
4490 /**
4491  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4492  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4493  *
4494  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4495  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4496  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4497  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4498  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4499  * smaller per-cpu batchsize.
4500  */
4501 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4502 {
4503         dma_reserve = new_dma_reserve;
4504 }
4505
4506 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4507 struct pglist_data __refdata contig_page_data = {
4508 #ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM
4509  .bdata = &bootmem_node_data[0]
4510 #endif
4511  };
4512 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4513 #endif
4514
4515 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4516 {
4517         free_area_init_node(0, zones_size,
4518                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4519 }
4520
4521 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4522                                  unsigned long action, void *hcpu)
4523 {
4524         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4525
4526         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4527                 drain_pages(cpu);
4528
4529                 /*
4530                  * Spill the event counters of the dead processor
4531                  * into the current processors event counters.
4532                  * This artificially elevates the count of the current
4533                  * processor.
4534                  */
4535                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4536
4537                 /*
4538                  * Zero the differential counters of the dead processor
4539                  * so that the vm statistics are consistent.
4540                  *
4541                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4542                  * race with what we are doing.
4543                  */
4544                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4545         }
4546         return NOTIFY_OK;
4547 }
4548
4549 void __init page_alloc_init(void)
4550 {
4551         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4552 }
4553
4554 /*
4555  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4556  *      or min_free_kbytes changes.
4557  */
4558 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4559 {
4560         struct pglist_data *pgdat;
4561         unsigned long reserve_pages = 0;
4562         enum zone_type i, j;
4563
4564         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4565                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4566                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4567                         unsigned long max = 0;
4568
4569                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4570                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4571                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4572                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4573                         }
4574
4575                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
4576                         max += high_wmark_pages(zone);
4577
4578                         if (max > zone->present_pages)
4579                                 max = zone->present_pages;
4580                         reserve_pages += max;
4581                 }
4582         }
4583         totalreserve_pages = reserve_pages;
4584 }
4585
4586 /*
4587  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4588  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4589  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4590  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4591  */
4592 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4593 {
4594         struct pglist_data *pgdat;
4595         enum zone_type j, idx;
4596
4597         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4598                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4599                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4600                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4601
4602                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4603
4604                         idx = j;
4605                         while (idx) {
4606                                 struct zone *lower_zone;
4607
4608                                 idx--;
4609
4610                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4611                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4612
4613                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4614                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4615                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4616                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4617                         }
4618                 }
4619         }
4620
4621         /* update totalreserve_pages */
4622         calculate_totalreserve_pages();
4623 }
4624
4625 /**
4626  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
4627  * or when memory is hot-{added|removed}
4628  *
4629  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
4630  * correctly with respect to min_free_kbytes.
4631  */
4632 void setup_per_zone_wmarks(void)
4633 {
4634         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4635         unsigned long lowmem_pages = 0;
4636         struct zone *zone;
4637         unsigned long flags;
4638
4639         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4640         for_each_zone(zone) {
4641                 if (!is_highmem(zone))
4642                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4643         }
4644
4645         for_each_zone(zone) {
4646                 u64 tmp;
4647
4648                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4649                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4650                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4651                 if (is_highmem(zone)) {
4652                         /*
4653                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4654                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4655                          * value here.
4656                          *
4657                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
4658                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4659                          * not be capped for highmem.
4660                          */
4661                         int min_pages;
4662
4663                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4664                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4665                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4666                         if (min_pages > 128)
4667                                 min_pages = 128;
4668                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
4669                 } else {
4670                         /*
4671                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4672                          * proportionate to the zone's size.
4673                          */
4674                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
4675                 }
4676
4677                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
4678                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
4679                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4680                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4681         }
4682
4683         /* update totalreserve_pages */
4684         calculate_totalreserve_pages();
4685 }
4686
4687 /*
4688  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4689  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4690  * to be referenced again before it is swapped out.
4691  *
4692  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4693  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4694  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4695  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4696  *
4697  * total     target    max
4698  * memory    ratio     inactive anon
4699  * -------------------------------------
4700  *   10MB       1         5MB
4701  *  100MB       1        50MB
4702  *    1GB       3       250MB
4703  *   10GB      10       0.9GB
4704  *  100GB      31         3GB
4705  *    1TB     101        10GB
4706  *   10TB     320        32GB
4707  */
4708 void calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
4709 {
4710         unsigned int gb, ratio;
4711
4712         /* Zone size in gigabytes */
4713         gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4714         if (gb)
4715                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4716         else
4717                 ratio = 1;
4718
4719         zone->inactive_ratio = ratio;
4720 }
4721
4722 static void __init setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4723 {
4724         struct zone *zone;
4725
4726         for_each_zone(zone)
4727                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
4728 }
4729
4730 /*
4731  * Initialise min_free_kbytes.
4732  *
4733  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4734  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4735  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4736  *
4737  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4738  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4739  *
4740  * which yields
4741  *
4742  * 16MB:        512k
4743  * 32MB:        724k
4744  * 64MB:        1024k
4745  * 128MB:       1448k
4746  * 256MB:       2048k
4747  * 512MB:       2896k
4748  * 1024MB:      4096k
4749  * 2048MB:      5792k
4750  * 4096MB:      8192k
4751  * 8192MB:      11584k
4752  * 16384MB:     16384k
4753  */
4754 static int __init init_per_zone_wmark_min(void)
4755 {
4756         unsigned long lowmem_kbytes;
4757
4758         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4759
4760         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4761         if (min_free_kbytes < 128)
4762                 min_free_kbytes = 128;
4763         if (min_free_kbytes > 65536)
4764                 min_free_kbytes = 65536;
4765         setup_per_zone_wmarks();
4766         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4767         setup_per_zone_inactive_ratio();
4768         return 0;
4769 }
4770 module_init(init_per_zone_wmark_min)
4771
4772 /*
4773  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4774  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4775  *      changes.
4776  */
4777 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4778         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4779 {
4780         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
4781         if (write)
4782                 setup_per_zone_wmarks();
4783         return 0;
4784 }
4785
4786 #ifdef CONFIG_NUMA
4787 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4788         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4789 {
4790         struct zone *zone;
4791         int rc;
4792
4793         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4794         if (rc)
4795                 return rc;
4796
4797         for_each_zone(zone)
4798                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4799                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4800         return 0;
4801 }
4802
4803 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4804         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4805 {
4806         struct zone *zone;
4807         int rc;
4808
4809         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4810         if (rc)
4811                 return rc;
4812
4813         for_each_zone(zone)
4814                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4815                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4816         return 0;
4817 }
4818 #endif
4819
4820 /*
4821  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4822  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4823  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4824  *
4825  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4826  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4827  * if in function of the boot time zone sizes.
4828  */
4829 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4830         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4831 {
4832         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4833         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4834         return 0;
4835 }
4836
4837 /*
4838  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4839  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4840  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4841  */
4842
4843 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4844         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4845 {
4846         struct zone *zone;
4847         unsigned int cpu;
4848         int ret;
4849
4850         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4851         if (!write || (ret == -EINVAL))
4852                 return ret;
4853         for_each_populated_zone(zone) {
4854                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4855                         unsigned long  high;
4856                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4857                         setup_pagelist_highmark(
4858                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu), high);
4859                 }
4860         }
4861         return 0;
4862 }
4863
4864 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4865
4866 #ifdef CONFIG_NUMA
4867 static int __init set_hashdist(char *str)
4868 {
4869         if (!str)
4870                 return 0;
4871         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4872         return 1;
4873 }
4874 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4875 #endif
4876
4877 /*
4878  * allocate a large system hash table from bootmem
4879  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4880  *   quantity of entries
4881  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4882  */
4883 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4884                                      unsigned long bucketsize,
4885                                      unsigned long numentries,
4886                                      int scale,
4887                                      int flags,
4888                                      unsigned int *_hash_shift,
4889                                      unsigned int *_hash_mask,
4890                                      unsigned long limit)
4891 {
4892         unsigned long long max = limit;
4893         unsigned long log2qty, size;
4894         void *table = NULL;
4895
4896         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4897         if (!numentries) {
4898                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4899                 numentries = nr_kernel_pages;
4900                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4901                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4902                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4903
4904                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4905                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4906                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4907                 else
4908                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4909
4910                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4911                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
4912                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
4913                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
4914                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
4915                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
4916                                 BUG_ON(!numentries);
4917                         }
4918                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4919                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4920         }
4921         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4922
4923         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4924         if (max == 0) {
4925                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4926                 do_div(max, bucketsize);
4927         }
4928
4929         if (numentries > max)
4930                 numentries = max;
4931
4932         log2qty = ilog2(numentries);
4933
4934         do {
4935                 size = bucketsize << log2qty;
4936                 if (flags & HASH_EARLY)
4937                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4938                 else if (hashdist)
4939                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4940                 else {
4941                         /*
4942                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4943                          * some pages at the end of hash table which
4944                          * alloc_pages_exact() automatically does
4945                          */
4946                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
4947                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
4948                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
4949                         }
4950                 }
4951         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4952
4953         if (!table)
4954                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4955
4956         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4957                tablename,
4958                (1U << log2qty),
4959                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4960                size);
4961
4962         if (_hash_shift)
4963                 *_hash_shift = log2qty;
4964         if (_hash_mask)
4965                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4966
4967         return table;
4968 }
4969
4970 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4971 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4972                                                         unsigned long pfn)
4973 {
4974 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4975         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4976 #else
4977         return zone->pageblock_flags;
4978 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4979 }
4980
4981 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4982 {
4983 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4984         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4985         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4986 #else
4987         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4988         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4989 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4990 }
4991
4992 /**
4993  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4994  * @page: The page within the block of interest
4995  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4996  * @end_bitidx: The last bit of interest
4997  * returns pageblock_bits flags
4998  */
4999 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
5000                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5001 {
5002         struct zone *zone;
5003         unsigned long *bitmap;
5004         unsigned long pfn, bitidx;
5005         unsigned long flags = 0;
5006         unsigned long value = 1;
5007
5008         zone = page_zone(page);
5009         pfn = page_to_pfn(page);
5010         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5011         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5012
5013         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5014                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
5015                         flags |= value;
5016
5017         return flags;
5018 }
5019
5020 /**
5021  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
5022  * @page: The page within the block of interest
5023  * @start_bitidx: The first bit of interest
5024  * @end_bitidx: The last bit of interest
5025  * @flags: The flags to set
5026  */
5027 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
5028                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5029 {
5030         struct zone *zone;
5031         unsigned long *bitmap;
5032         unsigned long pfn, bitidx;
5033         unsigned long value = 1;
5034
5035         zone = page_zone(page);
5036         pfn = page_to_pfn(page);
5037         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5038         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5039         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
5040         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
5041
5042         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5043                 if (flags & value)
5044                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5045                 else
5046                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5047 }
5048
5049 /*
5050  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
5051  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
5052  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
5053  */
5054
5055 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
5056 {
5057         struct zone *zone;
5058         struct page *curr_page;
5059         unsigned long flags, pfn, iter;
5060         unsigned long immobile = 0;
5061         struct memory_isolate_notify arg;
5062         int notifier_ret;
5063         int ret = -EBUSY;
5064         int zone_idx;
5065
5066         zone = page_zone(page);
5067         zone_idx = zone_idx(zone);
5068
5069         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5070         if (get_pageblock_migratetype(page) == MIGRATE_MOVABLE ||
5071             zone_idx == ZONE_MOVABLE) {
5072                 ret = 0;
5073                 goto out;
5074         }
5075
5076         pfn = page_to_pfn(page);
5077         arg.start_pfn = pfn;
5078         arg.nr_pages = pageblock_nr_pages;
5079         arg.pages_found = 0;
5080
5081         /*
5082          * It may be possible to isolate a pageblock even if the
5083          * migratetype is not MIGRATE_MOVABLE. The memory isolation
5084          * notifier chain is used by balloon drivers to return the
5085          * number of pages in a range that are held by the balloon
5086          * driver to shrink memory. If all the pages are accounted for
5087          * by balloons, are free, or on the LRU, isolation can continue.
5088          * Later, for example, when memory hotplug notifier runs, these
5089          * pages reported as "can be isolated" should be isolated(freed)
5090          * by the balloon driver through the memory notifier chain.
5091          */
5092         notifier_ret = memory_isolate_notify(MEM_ISOLATE_COUNT, &arg);
5093         notifier_ret = notifier_to_errno(notifier_ret);
5094         if (notifier_ret || !arg.pages_found)
5095                 goto out;
5096
5097         for (iter = pfn; iter < (pfn + pageblock_nr_pages); iter++) {
5098                 if (!pfn_valid_within(pfn))
5099                         continue;
5100
5101                 curr_page = pfn_to_page(iter);
5102                 if (!page_count(curr_page) || PageLRU(curr_page))
5103                         continue;
5104
5105                 immobile++;
5106         }
5107
5108         if (arg.pages_found == immobile)
5109                 ret = 0;
5110
5111 out:
5112         if (!ret) {
5113                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
5114                 move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
5115         }
5116
5117         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5118         if (!ret)
5119                 drain_all_pages();
5120         return ret;
5121 }
5122
5123 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
5124 {
5125         struct zone *zone;
5126         unsigned long flags;
5127         zone = page_zone(page);
5128         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5129         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
5130                 goto out;
5131         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
5132         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
5133 out:
5134         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5135 }
5136
5137 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
5138 /*
5139  * All pages in the range must be isolated before calling this.
5140  */
5141 void
5142 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
5143 {
5144         struct page *page;
5145         struct zone *zone;
5146         int order, i;
5147         unsigned long pfn;
5148         unsigned long flags;
5149         /* find the first valid pfn */
5150         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
5151                 if (pfn_valid(pfn))
5152                         break;
5153         if (pfn == end_pfn)
5154                 return;
5155         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
5156         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5157         pfn = start_pfn;
5158         while (pfn < end_pfn) {
5159                 if (!pfn_valid(pfn)) {
5160                         pfn++;
5161                         continue;
5162                 }
5163                 page = pfn_to_page(pfn);
5164                 BUG_ON(page_count(page));
5165                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
5166                 order = page_order(page);
5167 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5168                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
5169                        pfn, 1 << order, end_pfn);
5170 #endif
5171                 list_del(&page->lru);
5172                 rmv_page_order(page);
5173                 zone->free_area[order].nr_free--;
5174                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
5175                                       - (1UL << order));
5176                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
5177                         SetPageReserved((page+i));
5178                 pfn += (1 << order);
5179         }
5180         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5181 }
5182 #endif
5183
5184 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5185 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
5186 {
5187         struct zone *zone = page_zone(page);
5188         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
5189         unsigned long flags;
5190         int order;
5191
5192         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5193         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
5194                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
5195
5196                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
5197                         break;
5198         }
5199         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5200
5201         return order < MAX_ORDER;
5202 }
5203 #endif
5204
5205 static struct trace_print_flags pageflag_names[] = {
5206         {1UL << PG_locked,              "locked"        },
5207         {1UL << PG_error,               "error"         },
5208         {1UL << PG_referenced,          "referenced"    },
5209         {1UL << PG_uptodate,            "uptodate"      },
5210         {1UL << PG_dirty,               "dirty"         },
5211         {1UL << PG_lru,                 "lru"           },
5212         {1UL << PG_active,              "active"        },
5213         {1UL << PG_slab,                "slab"          },
5214         {1UL << PG_owner_priv_1,        "owner_priv_1"  },
5215         {1UL << PG_arch_1,              "arch_1"        },
5216         {1UL << PG_reserved,            "reserved"      },
5217         {1UL << PG_private,             "private"       },
5218         {1UL << PG_private_2,           "private_2"     },
5219         {1UL << PG_writeback,           "writeback"     },
5220 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
5221         {1UL << PG_head,                "head"          },
5222         {1UL << PG_tail,                "tail"          },
5223 #else
5224         {1UL << PG_compound,            "compound"      },
5225 #endif
5226         {1UL << PG_swapcache,           "swapcache"     },
5227         {1UL << PG_mappedtodisk,        "mappedtodisk"  },
5228         {1UL << PG_reclaim,             "reclaim"       },
5229         {1UL << PG_buddy,               "buddy"         },
5230         {1UL << PG_swapbacked,          "swapbacked"    },
5231         {1UL << PG_unevictable,         "unevictable"   },
5232 #ifdef CONFIG_MMU
5233         {1UL << PG_mlocked,             "mlocked"       },
5234 #endif
5235 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
5236         {1UL << PG_uncached,            "uncached"      },
5237 #endif
5238 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5239         {1UL << PG_hwpoison,            "hwpoison"      },
5240 #endif
5241         {-1UL,                          NULL            },
5242 };
5243
5244 static void dump_page_flags(unsigned long flags)
5245 {
5246         const char *delim = "";
5247         unsigned long mask;
5248         int i;
5249
5250         printk(KERN_ALERT "page flags: %#lx(", flags);
5251
5252         /* remove zone id */
5253         flags &= (1UL << NR_PAGEFLAGS) - 1;
5254
5255         for (i = 0; pageflag_names[i].name && flags; i++) {
5256
5257                 mask = pageflag_names[i].mask;
5258                 if ((flags & mask) != mask)
5259                         continue;
5260
5261                 flags &= ~mask;
5262                 printk("%s%s", delim, pageflag_names[i].name);
5263                 delim = "|";
5264         }
5265
5266         /* check for left over flags */
5267         if (flags)
5268                 printk("%s%#lx", delim, flags);
5269
5270         printk(")\n");
5271 }
5272
5273 void dump_page(struct page *page)
5274 {
5275         printk(KERN_ALERT
5276                "page:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%#lx\n",
5277                 page, page_count(page), page_mapcount(page),
5278                 page->mapping, page->index);
5279         dump_page_flags(page->flags);
5280 }