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