mm: Add min_free_order_shift tunable.
[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/memblock.h>
25 #include <linux/compiler.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/kmemcheck.h>
28 #include <linux/module.h>
29 #include <linux/suspend.h>
30 #include <linux/pagevec.h>
31 #include <linux/blkdev.h>
32 #include <linux/slab.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/oom.h>
35 #include <linux/notifier.h>
36 #include <linux/topology.h>
37 #include <linux/sysctl.h>
38 #include <linux/cpu.h>
39 #include <linux/cpuset.h>
40 #include <linux/memory_hotplug.h>
41 #include <linux/nodemask.h>
42 #include <linux/vmalloc.h>
43 #include <linux/vmstat.h>
44 #include <linux/mempolicy.h>
45 #include <linux/stop_machine.h>
46 #include <linux/sort.h>
47 #include <linux/pfn.h>
48 #include <linux/backing-dev.h>
49 #include <linux/fault-inject.h>
50 #include <linux/page-isolation.h>
51 #include <linux/page_cgroup.h>
52 #include <linux/debugobjects.h>
53 #include <linux/kmemleak.h>
54 #include <linux/memory.h>
55 #include <linux/compaction.h>
56 #include <trace/events/kmem.h>
57 #include <linux/ftrace_event.h>
58 #include <linux/memcontrol.h>
59 #include <linux/prefetch.h>
60
61 #include <asm/tlbflush.h>
62 #include <asm/div64.h>
63 #include "internal.h"
64
65 #ifdef CONFIG_USE_PERCPU_NUMA_NODE_ID
66 DEFINE_PER_CPU(int, numa_node);
67 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(numa_node);
68 #endif
69
70 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
71 /*
72  * N.B., Do NOT reference the '_numa_mem_' per cpu variable directly.
73  * It will not be defined when CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES is not defined.
74  * Use the accessor functions set_numa_mem(), numa_mem_id() and cpu_to_mem()
75  * defined in <linux/topology.h>.
76  */
77 DEFINE_PER_CPU(int, _numa_mem_);                /* Kernel "local memory" node */
78 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(_numa_mem_);
79 #endif
80
81 /*
82  * Array of node states.
83  */
84 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
85         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
86         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
87 #ifndef CONFIG_NUMA
88         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
89 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
90         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
91 #endif
92         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
93 #endif  /* NUMA */
94 };
95 EXPORT_SYMBOL(node_states);
96
97 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
98 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
99 int percpu_pagelist_fraction;
100 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
101
102 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
103 /*
104  * The following functions are used by the suspend/hibernate code to temporarily
105  * change gfp_allowed_mask in order to avoid using I/O during memory allocations
106  * while devices are suspended.  To avoid races with the suspend/hibernate code,
107  * they should always be called with pm_mutex held (gfp_allowed_mask also should
108  * only be modified with pm_mutex held, unless the suspend/hibernate code is
109  * guaranteed not to run in parallel with that modification).
110  */
111
112 static gfp_t saved_gfp_mask;
113
114 void pm_restore_gfp_mask(void)
115 {
116         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
117         if (saved_gfp_mask) {
118                 gfp_allowed_mask = saved_gfp_mask;
119                 saved_gfp_mask = 0;
120         }
121 }
122
123 void pm_restrict_gfp_mask(void)
124 {
125         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
126         WARN_ON(saved_gfp_mask);
127         saved_gfp_mask = gfp_allowed_mask;
128         gfp_allowed_mask &= ~GFP_IOFS;
129 }
130 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
131
132 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
133 int pageblock_order __read_mostly;
134 #endif
135
136 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
137
138 /*
139  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
140  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
141  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
142  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
143  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
144  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
145  *
146  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
147  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
148  */
149 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
150 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
151          256,
152 #endif
153 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
154          256,
155 #endif
156 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
157          32,
158 #endif
159          32,
160 };
161
162 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
163
164 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
165 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
166          "DMA",
167 #endif
168 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
169          "DMA32",
170 #endif
171          "Normal",
172 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
173          "HighMem",
174 #endif
175          "Movable",
176 };
177
178 int min_free_kbytes = 1024;
179 int min_free_order_shift = 1;
180
181 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
182 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
183 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
184
185 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
186   /*
187    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
188    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
189    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
190    * so the number of times add_active_range() can be called is
191    * related to the number of nodes and the number of holes
192    */
193   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
194     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
195     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
196   #else
197     #if MAX_NUMNODES >= 32
198       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
199       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
200     #else
201       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
202       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
203     #endif
204   #endif
205
206   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
207   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
208   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
209   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
210   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
211   static unsigned long __initdata required_movablecore;
212   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
213
214   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
215   int movable_zone;
216   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
217 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
218
219 #if MAX_NUMNODES > 1
220 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
221 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
222 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
223 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
224 #endif
225
226 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
227
228 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
229 {
230
231         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
232                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
233
234         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
235                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
236 }
237
238 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
239
240 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
241 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
242 {
243         int ret = 0;
244         unsigned seq;
245         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
246
247         do {
248                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
249                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
250                         ret = 1;
251                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
252                         ret = 1;
253         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
254
255         return ret;
256 }
257
258 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
259 {
260         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
261                 return 0;
262         if (zone != page_zone(page))
263                 return 0;
264
265         return 1;
266 }
267 /*
268  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
269  */
270 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
271 {
272         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
273                 return 1;
274         if (!page_is_consistent(zone, page))
275                 return 1;
276
277         return 0;
278 }
279 #else
280 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
281 {
282         return 0;
283 }
284 #endif
285
286 static void bad_page(struct page *page)
287 {
288         static unsigned long resume;
289         static unsigned long nr_shown;
290         static unsigned long nr_unshown;
291
292         /* Don't complain about poisoned pages */
293         if (PageHWPoison(page)) {
294                 reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
295                 return;
296         }
297
298         /*
299          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
300          * or allow a steady drip of one report per second.
301          */
302         if (nr_shown == 60) {
303                 if (time_before(jiffies, resume)) {
304                         nr_unshown++;
305                         goto out;
306                 }
307                 if (nr_unshown) {
308                         printk(KERN_ALERT
309                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
310                                 nr_unshown);
311                         nr_unshown = 0;
312                 }
313                 nr_shown = 0;
314         }
315         if (nr_shown++ == 0)
316                 resume = jiffies + 60 * HZ;
317
318         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
319                 current->comm, page_to_pfn(page));
320         dump_page(page);
321
322         dump_stack();
323 out:
324         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
325         reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
326         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
327 }
328
329 /*
330  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
331  *
332  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
333  *
334  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
335  *
336  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
337  * the head page (even the head page has this).
338  *
339  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
340  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
341  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
342  */
343
344 static void free_compound_page(struct page *page)
345 {
346         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
347 }
348
349 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
350 {
351         int i;
352         int nr_pages = 1 << order;
353
354         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
355         set_compound_order(page, order);
356         __SetPageHead(page);
357         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
358                 struct page *p = page + i;
359
360                 __SetPageTail(p);
361                 p->first_page = page;
362         }
363 }
364
365 /* update __split_huge_page_refcount if you change this function */
366 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
367 {
368         int i;
369         int nr_pages = 1 << order;
370         int bad = 0;
371
372         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
373             unlikely(!PageHead(page))) {
374                 bad_page(page);
375                 bad++;
376         }
377
378         __ClearPageHead(page);
379
380         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
381                 struct page *p = page + i;
382
383                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
384                         bad_page(page);
385                         bad++;
386                 }
387                 __ClearPageTail(p);
388         }
389
390         return bad;
391 }
392
393 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
394 {
395         int i;
396
397         /*
398          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
399          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
400          */
401         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
402         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
403                 clear_highpage(page + i);
404 }
405
406 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
407 {
408         set_page_private(page, order);
409         __SetPageBuddy(page);
410 }
411
412 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
413 {
414         __ClearPageBuddy(page);
415         set_page_private(page, 0);
416 }
417
418 /*
419  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
420  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
421  *
422  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
423  * the following equation:
424  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
425  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
426  * 1 buddy is #10:
427  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
428  *
429  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
430  * satisfies the following equation:
431  *     P = B & ~(1 << O)
432  *
433  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
434  */
435 static inline unsigned long
436 __find_buddy_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
437 {
438         return page_idx ^ (1 << order);
439 }
440
441 /*
442  * This function checks whether a page is free && is the buddy
443  * we can do coalesce a page and its buddy if
444  * (a) the buddy is not in a hole &&
445  * (b) the buddy is in the buddy system &&
446  * (c) a page and its buddy have the same order &&
447  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
448  *
449  * For recording whether a page is in the buddy system, we set ->_mapcount -2.
450  * Setting, clearing, and testing _mapcount -2 is serialized by zone->lock.
451  *
452  * For recording page's order, we use page_private(page).
453  */
454 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
455                                                                 int order)
456 {
457         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
458                 return 0;
459
460         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
461                 return 0;
462
463         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
464                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
465                 return 1;
466         }
467         return 0;
468 }
469
470 /*
471  * Freeing function for a buddy system allocator.
472  *
473  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
474  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
475  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
476  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
477  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
478  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
479  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
480  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
481  * parts of the VM system.
482  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
483  * free pages of length of (1 << order) and marked with _mapcount -2. Page's
484  * order is recorded in page_private(page) field.
485  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
486  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
487  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
488  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
489  * triggers coalescing into a block of larger size.            
490  *
491  * -- wli
492  */
493
494 static inline void __free_one_page(struct page *page,
495                 struct zone *zone, unsigned int order,
496                 int migratetype)
497 {
498         unsigned long page_idx;
499         unsigned long combined_idx;
500         unsigned long uninitialized_var(buddy_idx);
501         struct page *buddy;
502
503         if (unlikely(PageCompound(page)))
504                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
505                         return;
506
507         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
508
509         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
510
511         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
512         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
513
514         while (order < MAX_ORDER-1) {
515                 buddy_idx = __find_buddy_index(page_idx, order);
516                 buddy = page + (buddy_idx - page_idx);
517                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
518                         break;
519
520                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
521                 list_del(&buddy->lru);
522                 zone->free_area[order].nr_free--;
523                 rmv_page_order(buddy);
524                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
525                 page = page + (combined_idx - page_idx);
526                 page_idx = combined_idx;
527                 order++;
528         }
529         set_page_order(page, order);
530
531         /*
532          * If this is not the largest possible page, check if the buddy
533          * of the next-highest order is free. If it is, it's possible
534          * that pages are being freed that will coalesce soon. In case,
535          * that is happening, add the free page to the tail of the list
536          * so it's less likely to be used soon and more likely to be merged
537          * as a higher order page
538          */
539         if ((order < MAX_ORDER-2) && pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy))) {
540                 struct page *higher_page, *higher_buddy;
541                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
542                 higher_page = page + (combined_idx - page_idx);
543                 buddy_idx = __find_buddy_index(combined_idx, order + 1);
544                 higher_buddy = page + (buddy_idx - combined_idx);
545                 if (page_is_buddy(higher_page, higher_buddy, order + 1)) {
546                         list_add_tail(&page->lru,
547                                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
548                         goto out;
549                 }
550         }
551
552         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
553 out:
554         zone->free_area[order].nr_free++;
555 }
556
557 /*
558  * free_page_mlock() -- clean up attempts to free and mlocked() page.
559  * Page should not be on lru, so no need to fix that up.
560  * free_pages_check() will verify...
561  */
562 static inline void free_page_mlock(struct page *page)
563 {
564         __dec_zone_page_state(page, NR_MLOCK);
565         __count_vm_event(UNEVICTABLE_MLOCKFREED);
566 }
567
568 static inline int free_pages_check(struct page *page)
569 {
570         if (unlikely(page_mapcount(page) |
571                 (page->mapping != NULL)  |
572                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
573                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE) |
574                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
575                 bad_page(page);
576                 return 1;
577         }
578         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
579                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
580         return 0;
581 }
582
583 /*
584  * Frees a number of pages from the PCP lists
585  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
586  * count is the number of pages to free.
587  *
588  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
589  * see if this freeing clears that state.
590  *
591  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
592  * pinned" detection logic.
593  */
594 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
595                                         struct per_cpu_pages *pcp)
596 {
597         int migratetype = 0;
598         int batch_free = 0;
599         int to_free = count;
600
601         spin_lock(&zone->lock);
602         zone->all_unreclaimable = 0;
603         zone->pages_scanned = 0;
604
605         while (to_free) {
606                 struct page *page;
607                 struct list_head *list;
608
609                 /*
610                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
611                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
612                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
613                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
614                  * lists
615                  */
616                 do {
617                         batch_free++;
618                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
619                                 migratetype = 0;
620                         list = &pcp->lists[migratetype];
621                 } while (list_empty(list));
622
623                 /* This is the only non-empty list. Free them all. */
624                 if (batch_free == MIGRATE_PCPTYPES)
625                         batch_free = to_free;
626
627                 do {
628                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
629                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
630                         list_del(&page->lru);
631                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
632                         __free_one_page(page, zone, 0, page_private(page));
633                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, page_private(page));
634                 } while (--to_free && --batch_free && !list_empty(list));
635         }
636         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, count);
637         spin_unlock(&zone->lock);
638 }
639
640 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
641                                 int migratetype)
642 {
643         spin_lock(&zone->lock);
644         zone->all_unreclaimable = 0;
645         zone->pages_scanned = 0;
646
647         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
648         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1 << order);
649         spin_unlock(&zone->lock);
650 }
651
652 static bool free_pages_prepare(struct page *page, unsigned int order)
653 {
654         int i;
655         int bad = 0;
656
657         trace_mm_page_free_direct(page, order);
658         kmemcheck_free_shadow(page, order);
659
660         if (PageAnon(page))
661                 page->mapping = NULL;
662         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
663                 bad += free_pages_check(page + i);
664         if (bad)
665                 return false;
666
667         if (!PageHighMem(page)) {
668                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
669                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
670                                            PAGE_SIZE << order);
671         }
672         arch_free_page(page, order);
673         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
674
675         return true;
676 }
677
678 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
679 {
680         unsigned long flags;
681         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
682
683         if (!free_pages_prepare(page, order))
684                 return;
685
686         local_irq_save(flags);
687         if (unlikely(wasMlocked))
688                 free_page_mlock(page);
689         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
690         free_one_page(page_zone(page), page, order,
691                                         get_pageblock_migratetype(page));
692         local_irq_restore(flags);
693 }
694
695 /*
696  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
697  */
698 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
699 {
700         if (order == 0) {
701                 __ClearPageReserved(page);
702                 set_page_count(page, 0);
703                 set_page_refcounted(page);
704                 __free_page(page);
705         } else {
706                 int loop;
707
708                 prefetchw(page);
709                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
710                         struct page *p = &page[loop];
711
712                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
713                                 prefetchw(p + 1);
714                         __ClearPageReserved(p);
715                         set_page_count(p, 0);
716                 }
717
718                 set_page_refcounted(page);
719                 __free_pages(page, order);
720         }
721 }
722
723
724 /*
725  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
726  * Please do not alter this order without good reasons and regression
727  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
728  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
729  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
730  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
731  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
732  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
733  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
734  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
735  *
736  * -- wli
737  */
738 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
739         int low, int high, struct free_area *area,
740         int migratetype)
741 {
742         unsigned long size = 1 << high;
743
744         while (high > low) {
745                 area--;
746                 high--;
747                 size >>= 1;
748                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
749                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
750                 area->nr_free++;
751                 set_page_order(&page[size], high);
752         }
753 }
754
755 /*
756  * This page is about to be returned from the page allocator
757  */
758 static inline int check_new_page(struct page *page)
759 {
760         if (unlikely(page_mapcount(page) |
761                 (page->mapping != NULL)  |
762                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
763                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP) |
764                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
765                 bad_page(page);
766                 return 1;
767         }
768         return 0;
769 }
770
771 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
772 {
773         int i;
774
775         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
776                 struct page *p = page + i;
777                 if (unlikely(check_new_page(p)))
778                         return 1;
779         }
780
781         set_page_private(page, 0);
782         set_page_refcounted(page);
783
784         arch_alloc_page(page, order);
785         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
786
787         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
788                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
789
790         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
791                 prep_compound_page(page, order);
792
793         return 0;
794 }
795
796 /*
797  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
798  * the smallest available page from the freelists
799  */
800 static inline
801 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
802                                                 int migratetype)
803 {
804         unsigned int current_order;
805         struct free_area * area;
806         struct page *page;
807
808         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
809         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
810                 area = &(zone->free_area[current_order]);
811                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
812                         continue;
813
814                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
815                                                         struct page, lru);
816                 list_del(&page->lru);
817                 rmv_page_order(page);
818                 area->nr_free--;
819                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
820                 return page;
821         }
822
823         return NULL;
824 }
825
826
827 /*
828  * This array describes the order lists are fallen back to when
829  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
830  */
831 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
832         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
833         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
834         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
835         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
836 };
837
838 /*
839  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
840  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
841  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
842  */
843 static int move_freepages(struct zone *zone,
844                           struct page *start_page, struct page *end_page,
845                           int migratetype)
846 {
847         struct page *page;
848         unsigned long order;
849         int pages_moved = 0;
850
851 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
852         /*
853          * page_zone is not safe to call in this context when
854          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
855          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
856          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
857          * grouping pages by mobility
858          */
859         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
860 #endif
861
862         for (page = start_page; page <= end_page;) {
863                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
864                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
865
866                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
867                         page++;
868                         continue;
869                 }
870
871                 if (!PageBuddy(page)) {
872                         page++;
873                         continue;
874                 }
875
876                 order = page_order(page);
877                 list_move(&page->lru,
878                           &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
879                 page += 1 << order;
880                 pages_moved += 1 << order;
881         }
882
883         return pages_moved;
884 }
885
886 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
887                                 int migratetype)
888 {
889         unsigned long start_pfn, end_pfn;
890         struct page *start_page, *end_page;
891
892         start_pfn = page_to_pfn(page);
893         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
894         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
895         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
896         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
897
898         /* Do not cross zone boundaries */
899         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
900                 start_page = page;
901         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
902                 return 0;
903
904         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
905 }
906
907 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
908                                         int start_order, int migratetype)
909 {
910         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
911
912         while (nr_pageblocks--) {
913                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
914                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
915         }
916 }
917
918 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
919 static inline struct page *
920 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
921 {
922         struct free_area * area;
923         int current_order;
924         struct page *page;
925         int migratetype, i;
926
927         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
928         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
929                                                 --current_order) {
930                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
931                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
932
933                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
934                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
935                                 continue;
936
937                         area = &(zone->free_area[current_order]);
938                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
939                                 continue;
940
941                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
942                                         struct page, lru);
943                         area->nr_free--;
944
945                         /*
946                          * If breaking a large block of pages, move all free
947                          * pages to the preferred allocation list. If falling
948                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
949                          * aggressive about taking ownership of free pages
950                          */
951                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
952                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
953                                         page_group_by_mobility_disabled) {
954                                 unsigned long pages;
955                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
956                                                                 start_migratetype);
957
958                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
959                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
960                                                 page_group_by_mobility_disabled)
961                                         set_pageblock_migratetype(page,
962                                                                 start_migratetype);
963
964                                 migratetype = start_migratetype;
965                         }
966
967                         /* Remove the page from the freelists */
968                         list_del(&page->lru);
969                         rmv_page_order(page);
970
971                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
972                         if (current_order >= pageblock_order)
973                                 change_pageblock_range(page, current_order,
974                                                         start_migratetype);
975
976                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
977
978                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
979                                 start_migratetype, migratetype);
980
981                         return page;
982                 }
983         }
984
985         return NULL;
986 }
987
988 /*
989  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
990  * Call me with the zone->lock already held.
991  */
992 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
993                                                 int migratetype)
994 {
995         struct page *page;
996
997 retry_reserve:
998         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
999
1000         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
1001                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
1002
1003                 /*
1004                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
1005                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
1006                  * and we want just one call site
1007                  */
1008                 if (!page) {
1009                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
1010                         goto retry_reserve;
1011                 }
1012         }
1013
1014         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
1015         return page;
1016 }
1017
1018 /* 
1019  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
1020  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
1021  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
1022  */
1023 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
1024                         unsigned long count, struct list_head *list,
1025                         int migratetype, int cold)
1026 {
1027         int i;
1028         
1029         spin_lock(&zone->lock);
1030         for (i = 0; i < count; ++i) {
1031                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1032                 if (unlikely(page == NULL))
1033                         break;
1034
1035                 /*
1036                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
1037                  * in physical page order. The page is added to the callers and
1038                  * list and the list head then moves forward. From the callers
1039                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
1040                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
1041                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
1042                  * properly.
1043                  */
1044                 if (likely(cold == 0))
1045                         list_add(&page->lru, list);
1046                 else
1047                         list_add_tail(&page->lru, list);
1048                 set_page_private(page, migratetype);
1049                 list = &page->lru;
1050         }
1051         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
1052         spin_unlock(&zone->lock);
1053         return i;
1054 }
1055
1056 #ifdef CONFIG_NUMA
1057 /*
1058  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
1059  * currently executing processor on remote nodes after they have
1060  * expired.
1061  *
1062  * Note that this function must be called with the thread pinned to
1063  * a single processor.
1064  */
1065 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
1066 {
1067         unsigned long flags;
1068         int to_drain;
1069
1070         local_irq_save(flags);
1071         if (pcp->count >= pcp->batch)
1072                 to_drain = pcp->batch;
1073         else
1074                 to_drain = pcp->count;
1075         free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
1076         pcp->count -= to_drain;
1077         local_irq_restore(flags);
1078 }
1079 #endif
1080
1081 /*
1082  * Drain pages of the indicated processor.
1083  *
1084  * The processor must either be the current processor and the
1085  * thread pinned to the current processor or a processor that
1086  * is not online.
1087  */
1088 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1089 {
1090         unsigned long flags;
1091         struct zone *zone;
1092
1093         for_each_populated_zone(zone) {
1094                 struct per_cpu_pageset *pset;
1095                 struct per_cpu_pages *pcp;
1096
1097                 local_irq_save(flags);
1098                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1099
1100                 pcp = &pset->pcp;
1101                 if (pcp->count) {
1102                         free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1103                         pcp->count = 0;
1104                 }
1105                 local_irq_restore(flags);
1106         }
1107 }
1108
1109 /*
1110  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1111  */
1112 void drain_local_pages(void *arg)
1113 {
1114         drain_pages(smp_processor_id());
1115 }
1116
1117 /*
1118  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
1119  */
1120 void drain_all_pages(void)
1121 {
1122         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
1123 }
1124
1125 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1126
1127 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1128 {
1129         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1130         unsigned long flags;
1131         int order, t;
1132         struct list_head *curr;
1133
1134         if (!zone->spanned_pages)
1135                 return;
1136
1137         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1138
1139         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
1140         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1141                 if (pfn_valid(pfn)) {
1142                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1143
1144                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1145                                 swsusp_unset_page_free(page);
1146                 }
1147
1148         for_each_migratetype_order(order, t) {
1149                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1150                         unsigned long i;
1151
1152                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1153                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1154                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1155                 }
1156         }
1157         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1158 }
1159 #endif /* CONFIG_PM */
1160
1161 /*
1162  * Free a 0-order page
1163  * cold == 1 ? free a cold page : free a hot page
1164  */
1165 void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1166 {
1167         struct zone *zone = page_zone(page);
1168         struct per_cpu_pages *pcp;
1169         unsigned long flags;
1170         int migratetype;
1171         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
1172
1173         if (!free_pages_prepare(page, 0))
1174                 return;
1175
1176         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1177         set_page_private(page, migratetype);
1178         local_irq_save(flags);
1179         if (unlikely(wasMlocked))
1180                 free_page_mlock(page);
1181         __count_vm_event(PGFREE);
1182
1183         /*
1184          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1185          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1186          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1187          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1188          * excessively into the page allocator
1189          */
1190         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1191                 if (unlikely(migratetype == MIGRATE_ISOLATE)) {
1192                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1193                         goto out;
1194                 }
1195                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1196         }
1197
1198         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1199         if (cold)
1200                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1201         else
1202                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1203         pcp->count++;
1204         if (pcp->count >= pcp->high) {
1205                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->batch, pcp);
1206                 pcp->count -= pcp->batch;
1207         }
1208
1209 out:
1210         local_irq_restore(flags);
1211 }
1212
1213 /*
1214  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1215  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1216  * Each sub-page must be freed individually.
1217  *
1218  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1219  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1220  */
1221 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1222 {
1223         int i;
1224
1225         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1226         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1227
1228 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1229         /*
1230          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1231          * otherwise free the whole shadow.
1232          */
1233         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1234                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1235 #endif
1236
1237         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1238                 set_page_refcounted(page + i);
1239 }
1240
1241 /*
1242  * Similar to split_page except the page is already free. As this is only
1243  * being used for migration, the migratetype of the block also changes.
1244  * As this is called with interrupts disabled, the caller is responsible
1245  * for calling arch_alloc_page() and kernel_map_page() after interrupts
1246  * are enabled.
1247  *
1248  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1249  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1250  */
1251 int split_free_page(struct page *page)
1252 {
1253         unsigned int order;
1254         unsigned long watermark;
1255         struct zone *zone;
1256
1257         BUG_ON(!PageBuddy(page));
1258
1259         zone = page_zone(page);
1260         order = page_order(page);
1261
1262         /* Obey watermarks as if the page was being allocated */
1263         watermark = low_wmark_pages(zone) + (1 << order);
1264         if (!zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, 0))
1265                 return 0;
1266
1267         /* Remove page from free list */
1268         list_del(&page->lru);
1269         zone->free_area[order].nr_free--;
1270         rmv_page_order(page);
1271         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1UL << order));
1272
1273         /* Split into individual pages */
1274         set_page_refcounted(page);
1275         split_page(page, order);
1276
1277         if (order >= pageblock_order - 1) {
1278                 struct page *endpage = page + (1 << order) - 1;
1279                 for (; page < endpage; page += pageblock_nr_pages)
1280                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
1281         }
1282
1283         return 1 << order;
1284 }
1285
1286 /*
1287  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1288  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1289  * or two.
1290  */
1291 static inline
1292 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1293                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1294                         int migratetype)
1295 {
1296         unsigned long flags;
1297         struct page *page;
1298         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1299
1300 again:
1301         if (likely(order == 0)) {
1302                 struct per_cpu_pages *pcp;
1303                 struct list_head *list;
1304
1305                 local_irq_save(flags);
1306                 pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1307                 list = &pcp->lists[migratetype];
1308                 if (list_empty(list)) {
1309                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1310                                         pcp->batch, list,
1311                                         migratetype, cold);
1312                         if (unlikely(list_empty(list)))
1313                                 goto failed;
1314                 }
1315
1316                 if (cold)
1317                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1318                 else
1319                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1320
1321                 list_del(&page->lru);
1322                 pcp->count--;
1323         } else {
1324                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1325                         /*
1326                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1327                          *
1328                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1329                          * properly detect and handle allocation failures.
1330                          *
1331                          * We most definitely don't want callers attempting to
1332                          * allocate greater than order-1 page units with
1333                          * __GFP_NOFAIL.
1334                          */
1335                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1336                 }
1337                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1338                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1339                 spin_unlock(&zone->lock);
1340                 if (!page)
1341                         goto failed;
1342                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << order));
1343         }
1344
1345         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1346         zone_statistics(preferred_zone, zone, gfp_flags);
1347         local_irq_restore(flags);
1348
1349         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1350         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1351                 goto again;
1352         return page;
1353
1354 failed:
1355         local_irq_restore(flags);
1356         return NULL;
1357 }
1358
1359 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1360 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1361 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1362 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1363 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1364
1365 /* Mask to get the watermark bits */
1366 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1367
1368 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1369 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1370 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1371
1372 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1373
1374 static struct {
1375         struct fault_attr attr;
1376
1377         u32 ignore_gfp_highmem;
1378         u32 ignore_gfp_wait;
1379         u32 min_order;
1380 } fail_page_alloc = {
1381         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1382         .ignore_gfp_wait = 1,
1383         .ignore_gfp_highmem = 1,
1384         .min_order = 1,
1385 };
1386
1387 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1388 {
1389         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1390 }
1391 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1392
1393 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1394 {
1395         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1396                 return 0;
1397         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1398                 return 0;
1399         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1400                 return 0;
1401         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1402                 return 0;
1403
1404         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1405 }
1406
1407 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1408
1409 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1410 {
1411         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1412         struct dentry *dir;
1413
1414         dir = fault_create_debugfs_attr("fail_page_alloc", NULL,
1415                                         &fail_page_alloc.attr);
1416         if (IS_ERR(dir))
1417                 return PTR_ERR(dir);
1418
1419         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1420                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait))
1421                 goto fail;
1422         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1423                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem))
1424                 goto fail;
1425         if (!debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1426                                 &fail_page_alloc.min_order))
1427                 goto fail;
1428
1429         return 0;
1430 fail:
1431         debugfs_remove_recursive(dir);
1432
1433         return -ENOMEM;
1434 }
1435
1436 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1437
1438 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1439
1440 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1441
1442 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1443 {
1444         return 0;
1445 }
1446
1447 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1448
1449 /*
1450  * Return true if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1451  * of the allocation.
1452  */
1453 static bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1454                       int classzone_idx, int alloc_flags, long free_pages)
1455 {
1456         /* free_pages my go negative - that's OK */
1457         long min = mark;
1458         int o;
1459
1460         free_pages -= (1 << order) + 1;
1461         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1462                 min -= min / 2;
1463         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1464                 min -= min / 4;
1465
1466         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1467                 return false;
1468         for (o = 0; o < order; o++) {
1469                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1470                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1471
1472                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1473                 min >>= min_free_order_shift;
1474
1475                 if (free_pages <= min)
1476                         return false;
1477         }
1478         return true;
1479 }
1480
1481 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1482                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1483 {
1484         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1485                                         zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES));
1486 }
1487
1488 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1489                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1490 {
1491         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
1492
1493         if (z->percpu_drift_mark && free_pages < z->percpu_drift_mark)
1494                 free_pages = zone_page_state_snapshot(z, NR_FREE_PAGES);
1495
1496         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1497                                                                 free_pages);
1498 }
1499
1500 #ifdef CONFIG_NUMA
1501 /*
1502  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1503  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1504  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1505  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1506  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1507  *
1508  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1509  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1510  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1511  *
1512  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1513  * nothing and returns NULL.
1514  *
1515  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1516  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1517  *
1518  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1519  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1520  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1521  * quickly as we can.
1522  */
1523 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1524 {
1525         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1526         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1527
1528         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1529         if (!zlc)
1530                 return NULL;
1531
1532         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1533                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1534                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1535         }
1536
1537         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1538                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1539                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1540         return allowednodes;
1541 }
1542
1543 /*
1544  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1545  * if it is worth looking at further for free memory:
1546  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1547  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1548  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1549  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1550  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1551  * else return false (zero) if it is not.
1552  *
1553  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1554  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1555  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1556  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1557  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1558  * into the second scan of the zonelist.
1559  *
1560  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1561  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1562  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1563  * unturned looking for a free page.
1564  */
1565 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1566                                                 nodemask_t *allowednodes)
1567 {
1568         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1569         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1570         int n;                          /* node that zone *z is on */
1571
1572         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1573         if (!zlc)
1574                 return 1;
1575
1576         i = z - zonelist->_zonerefs;
1577         n = zlc->z_to_n[i];
1578
1579         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1580         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1581 }
1582
1583 /*
1584  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1585  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1586  * from that zone don't waste time re-examining it.
1587  */
1588 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1589 {
1590         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1591         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1592
1593         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1594         if (!zlc)
1595                 return;
1596
1597         i = z - zonelist->_zonerefs;
1598
1599         set_bit(i, zlc->fullzones);
1600 }
1601
1602 /*
1603  * clear all zones full, called after direct reclaim makes progress so that
1604  * a zone that was recently full is not skipped over for up to a second
1605  */
1606 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1607 {
1608         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1609
1610         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1611         if (!zlc)
1612                 return;
1613
1614         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1615 }
1616
1617 #else   /* CONFIG_NUMA */
1618
1619 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1620 {
1621         return NULL;
1622 }
1623
1624 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1625                                 nodemask_t *allowednodes)
1626 {
1627         return 1;
1628 }
1629
1630 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1631 {
1632 }
1633
1634 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1635 {
1636 }
1637 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1638
1639 /*
1640  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1641  * a page.
1642  */
1643 static struct page *
1644 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1645                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1646                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1647 {
1648         struct zoneref *z;
1649         struct page *page = NULL;
1650         int classzone_idx;
1651         struct zone *zone;
1652         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1653         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1654         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1655
1656         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1657 zonelist_scan:
1658         /*
1659          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1660          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1661          */
1662         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1663                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1664                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1665                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1666                                 continue;
1667                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1668                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1669                                 continue;
1670
1671                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1672                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1673                         unsigned long mark;
1674                         int ret;
1675
1676                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1677                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1678                                     classzone_idx, alloc_flags))
1679                                 goto try_this_zone;
1680
1681                         if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1682                                 /*
1683                                  * we do zlc_setup if there are multiple nodes
1684                                  * and before considering the first zone allowed
1685                                  * by the cpuset.
1686                                  */
1687                                 allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1688                                 zlc_active = 1;
1689                                 did_zlc_setup = 1;
1690                         }
1691
1692                         if (zone_reclaim_mode == 0)
1693                                 goto this_zone_full;
1694
1695                         /*
1696                          * As we may have just activated ZLC, check if the first
1697                          * eligible zone has failed zone_reclaim recently.
1698                          */
1699                         if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1700                                 !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1701                                 continue;
1702
1703                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1704                         switch (ret) {
1705                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1706                                 /* did not scan */
1707                                 continue;
1708                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1709                                 /* scanned but unreclaimable */
1710                                 continue;
1711                         default:
1712                                 /* did we reclaim enough */
1713                                 if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1714                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1715                                         goto this_zone_full;
1716                         }
1717                 }
1718
1719 try_this_zone:
1720                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1721                                                 gfp_mask, migratetype);
1722                 if (page)
1723                         break;
1724 this_zone_full:
1725                 if (NUMA_BUILD)
1726                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1727         }
1728
1729         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1730                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1731                 zlc_active = 0;
1732                 goto zonelist_scan;
1733         }
1734         return page;
1735 }
1736
1737 /*
1738  * Large machines with many possible nodes should not always dump per-node
1739  * meminfo in irq context.
1740  */
1741 static inline bool should_suppress_show_mem(void)
1742 {
1743         bool ret = false;
1744
1745 #if NODES_SHIFT > 8
1746         ret = in_interrupt();
1747 #endif
1748         return ret;
1749 }
1750
1751 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(nopage_rs,
1752                 DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1753                 DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1754
1755 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...)
1756 {
1757         va_list args;
1758         unsigned int filter = SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1759
1760         if ((gfp_mask & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&nopage_rs))
1761                 return;
1762
1763         /*
1764          * This documents exceptions given to allocations in certain
1765          * contexts that are allowed to allocate outside current's set
1766          * of allowed nodes.
1767          */
1768         if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
1769                 if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
1770                     (current->flags & (PF_MEMALLOC | PF_EXITING)))
1771                         filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1772         if (in_interrupt() || !(gfp_mask & __GFP_WAIT))
1773                 filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1774
1775         if (fmt) {
1776                 printk(KERN_WARNING);
1777                 va_start(args, fmt);
1778                 vprintk(fmt, args);
1779                 va_end(args);
1780         }
1781
1782         pr_warning("%s: page allocation failure: order:%d, mode:0x%x\n",
1783                    current->comm, order, gfp_mask);
1784
1785         dump_stack();
1786         if (!should_suppress_show_mem())
1787                 show_mem(filter);
1788 }
1789
1790 static inline int
1791 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1792                                 unsigned long pages_reclaimed)
1793 {
1794         /* Do not loop if specifically requested */
1795         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1796                 return 0;
1797
1798         /*
1799          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1800          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1801          * implementations.
1802          */
1803         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1804                 return 1;
1805
1806         /*
1807          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1808          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1809          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1810          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1811          * allocation still fails, we stop retrying.
1812          */
1813         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1814                 return 1;
1815
1816         /*
1817          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1818          * explicitly requests that.
1819          */
1820         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1821                 return 1;
1822
1823         return 0;
1824 }
1825
1826 static inline struct page *
1827 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1828         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1829         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1830         int migratetype)
1831 {
1832         struct page *page;
1833
1834         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1835         if (!try_set_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1836                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1837                 return NULL;
1838         }
1839
1840         /*
1841          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1842          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1843          * we're still under heavy pressure.
1844          */
1845         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1846                 order, zonelist, high_zoneidx,
1847                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1848                 preferred_zone, migratetype);
1849         if (page)
1850                 goto out;
1851
1852         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
1853                 /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1854                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1855                         goto out;
1856                 /* The OOM killer does not needlessly kill tasks for lowmem */
1857                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
1858                         goto out;
1859                 /*
1860                  * GFP_THISNODE contains __GFP_NORETRY and we never hit this.
1861                  * Sanity check for bare calls of __GFP_THISNODE, not real OOM.
1862                  * The caller should handle page allocation failure by itself if
1863                  * it specifies __GFP_THISNODE.
1864                  * Note: Hugepage uses it but will hit PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER.
1865                  */
1866                 if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
1867                         goto out;
1868         }
1869         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1870         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order, nodemask);
1871
1872 out:
1873         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1874         return page;
1875 }
1876
1877 #ifdef CONFIG_COMPACTION
1878 /* Try memory compaction for high-order allocations before reclaim */
1879 static struct page *
1880 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1881         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1882         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1883         int migratetype, unsigned long *did_some_progress,
1884         bool sync_migration)
1885 {
1886         struct page *page;
1887
1888         if (!order || compaction_deferred(preferred_zone))
1889                 return NULL;
1890
1891         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1892         *did_some_progress = try_to_compact_pages(zonelist, order, gfp_mask,
1893                                                 nodemask, sync_migration);
1894         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1895         if (*did_some_progress != COMPACT_SKIPPED) {
1896
1897                 /* Page migration frees to the PCP lists but we want merging */
1898                 drain_pages(get_cpu());
1899                 put_cpu();
1900
1901                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask,
1902                                 order, zonelist, high_zoneidx,
1903                                 alloc_flags, preferred_zone,
1904                                 migratetype);
1905                 if (page) {
1906                         preferred_zone->compact_considered = 0;
1907                         preferred_zone->compact_defer_shift = 0;
1908                         count_vm_event(COMPACTSUCCESS);
1909                         return page;
1910                 }
1911
1912                 /*
1913                  * It's bad if compaction run occurs and fails.
1914                  * The most likely reason is that pages exist,
1915                  * but not enough to satisfy watermarks.
1916                  */
1917                 count_vm_event(COMPACTFAIL);
1918                 defer_compaction(preferred_zone);
1919
1920                 cond_resched();
1921         }
1922
1923         return NULL;
1924 }
1925 #else
1926 static inline struct page *
1927 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1928         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1929         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1930         int migratetype, unsigned long *did_some_progress,
1931         bool sync_migration)
1932 {
1933         return NULL;
1934 }
1935 #endif /* CONFIG_COMPACTION */
1936
1937 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1938 static inline struct page *
1939 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1940         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1941         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1942         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
1943 {
1944         struct page *page = NULL;
1945         struct reclaim_state reclaim_state;
1946         bool drained = false;
1947
1948         cond_resched();
1949
1950         /* We now go into synchronous reclaim */
1951         cpuset_memory_pressure_bump();
1952         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1953         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1954         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1955         current->reclaim_state = &reclaim_state;
1956
1957         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1958
1959         current->reclaim_state = NULL;
1960         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1961         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1962
1963         cond_resched();
1964
1965         if (unlikely(!(*did_some_progress)))
1966                 return NULL;
1967
1968         /* After successful reclaim, reconsider all zones for allocation */
1969         if (NUMA_BUILD)
1970                 zlc_clear_zones_full(zonelist);
1971
1972 retry:
1973         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1974                                         zonelist, high_zoneidx,
1975                                         alloc_flags, preferred_zone,
1976                                         migratetype);
1977
1978         /*
1979          * If an allocation failed after direct reclaim, it could be because
1980          * pages are pinned on the per-cpu lists. Drain them and try again
1981          */
1982         if (!page && !drained) {
1983                 drain_all_pages();
1984                 drained = true;
1985                 goto retry;
1986         }
1987
1988         return page;
1989 }
1990
1991 /*
1992  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
1993  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
1994  */
1995 static inline struct page *
1996 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1997         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1998         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1999         int migratetype)
2000 {
2001         struct page *page;
2002
2003         do {
2004                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2005                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
2006                         preferred_zone, migratetype);
2007
2008                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2009                         wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2010         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
2011
2012         return page;
2013 }
2014
2015 static inline
2016 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
2017                                                 enum zone_type high_zoneidx,
2018                                                 enum zone_type classzone_idx)
2019 {
2020         struct zoneref *z;
2021         struct zone *zone;
2022
2023         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
2024                 wakeup_kswapd(zone, order, classzone_idx);
2025 }
2026
2027 static inline int
2028 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
2029 {
2030         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
2031         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2032
2033         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
2034         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != (__force gfp_t) ALLOC_HIGH);
2035
2036         /*
2037          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
2038          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
2039          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
2040          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
2041          */
2042         alloc_flags |= (__force int) (gfp_mask & __GFP_HIGH);
2043
2044         if (!wait) {
2045                 /*
2046                  * Not worth trying to allocate harder for
2047                  * __GFP_NOMEMALLOC even if it can't schedule.
2048                  */
2049                 if  (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2050                         alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2051                 /*
2052                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
2053                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
2054                  */
2055                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
2056         } else if (unlikely(rt_task(current)) && !in_interrupt())
2057                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2058
2059         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
2060                 if (!in_interrupt() &&
2061                     ((current->flags & PF_MEMALLOC) ||
2062                      unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
2063                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2064         }
2065
2066         return alloc_flags;
2067 }
2068
2069 static inline struct page *
2070 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2071         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2072         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2073         int migratetype)
2074 {
2075         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2076         struct page *page = NULL;
2077         int alloc_flags;
2078         unsigned long pages_reclaimed = 0;
2079         unsigned long did_some_progress;
2080         bool sync_migration = false;
2081
2082         /*
2083          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
2084          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
2085          * be using allocators in order of preference for an area that is
2086          * too large.
2087          */
2088         if (order >= MAX_ORDER) {
2089                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
2090                 return NULL;
2091         }
2092
2093         /*
2094          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
2095          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
2096          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
2097          * using a larger set of nodes after it has established that the
2098          * allowed per node queues are empty and that nodes are
2099          * over allocated.
2100          */
2101         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
2102                 goto nopage;
2103
2104 restart:
2105         if (!(gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2106                 wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx,
2107                                                 zone_idx(preferred_zone));
2108
2109         /*
2110          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
2111          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
2112          * to how we want to proceed.
2113          */
2114         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
2115
2116         /*
2117          * Find the true preferred zone if the allocation is unconstrained by
2118          * cpusets.
2119          */
2120         if (!(alloc_flags & ALLOC_CPUSET) && !nodemask)
2121                 first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, NULL,
2122                                         &preferred_zone);
2123
2124 rebalance:
2125         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
2126         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
2127                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2128                         preferred_zone, migratetype);
2129         if (page)
2130                 goto got_pg;
2131
2132         /* Allocate without watermarks if the context allows */
2133         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
2134                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
2135                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2136                                 preferred_zone, migratetype);
2137                 if (page)
2138                         goto got_pg;
2139         }
2140
2141         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
2142         if (!wait)
2143                 goto nopage;
2144
2145         /* Avoid recursion of direct reclaim */
2146         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
2147                 goto nopage;
2148
2149         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
2150         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2151                 goto nopage;
2152
2153         /*
2154          * Try direct compaction. The first pass is asynchronous. Subsequent
2155          * attempts after direct reclaim are synchronous
2156          */
2157         page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2158                                         zonelist, high_zoneidx,
2159                                         nodemask,
2160                                         alloc_flags, preferred_zone,
2161                                         migratetype, &did_some_progress,
2162                                         sync_migration);
2163         if (page)
2164                 goto got_pg;
2165         sync_migration = true;
2166
2167         /* Try direct reclaim and then allocating */
2168         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
2169                                         zonelist, high_zoneidx,
2170                                         nodemask,
2171                                         alloc_flags, preferred_zone,
2172                                         migratetype, &did_some_progress);
2173         if (page)
2174                 goto got_pg;
2175
2176         /*
2177          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
2178          * running out of options and have to consider going OOM
2179          */
2180         if (!did_some_progress) {
2181                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
2182                         if (oom_killer_disabled)
2183                                 goto nopage;
2184                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
2185                                         zonelist, high_zoneidx,
2186                                         nodemask, preferred_zone,
2187                                         migratetype);
2188                         if (page)
2189                                 goto got_pg;
2190
2191                         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2192                                 /*
2193                                  * The oom killer is not called for high-order
2194                                  * allocations that may fail, so if no progress
2195                                  * is being made, there are no other options and
2196                                  * retrying is unlikely to help.
2197                                  */
2198                                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2199                                         goto nopage;
2200                                 /*
2201                                  * The oom killer is not called for lowmem
2202                                  * allocations to prevent needlessly killing
2203                                  * innocent tasks.
2204                                  */
2205                                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2206                                         goto nopage;
2207                         }
2208
2209                         goto restart;
2210                 }
2211         }
2212
2213         /* Check if we should retry the allocation */
2214         pages_reclaimed += did_some_progress;
2215         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
2216                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
2217                 wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2218                 goto rebalance;
2219         } else {
2220                 /*
2221                  * High-order allocations do not necessarily loop after
2222                  * direct reclaim and reclaim/compaction depends on compaction
2223                  * being called after reclaim so call directly if necessary
2224                  */
2225                 page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2226                                         zonelist, high_zoneidx,
2227                                         nodemask,
2228                                         alloc_flags, preferred_zone,
2229                                         migratetype, &did_some_progress,
2230                                         sync_migration);
2231                 if (page)
2232                         goto got_pg;
2233         }
2234
2235 nopage:
2236         warn_alloc_failed(gfp_mask, order, NULL);
2237         return page;
2238 got_pg:
2239         if (kmemcheck_enabled)
2240                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
2241         return page;
2242
2243 }
2244
2245 /*
2246  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
2247  */
2248 struct page *
2249 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2250                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
2251 {
2252         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
2253         struct zone *preferred_zone;
2254         struct page *page;
2255         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
2256
2257         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
2258
2259         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
2260
2261         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
2262
2263         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
2264                 return NULL;
2265
2266         /*
2267          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
2268          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
2269          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
2270          */
2271         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
2272                 return NULL;
2273
2274         get_mems_allowed();
2275         /* The preferred zone is used for statistics later */
2276         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx,
2277                                 nodemask ? : &cpuset_current_mems_allowed,
2278                                 &preferred_zone);
2279         if (!preferred_zone) {
2280                 put_mems_allowed();
2281                 return NULL;
2282         }
2283
2284         /* First allocation attempt */
2285         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
2286                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
2287                         preferred_zone, migratetype);
2288         if (unlikely(!page))
2289                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
2290                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2291                                 preferred_zone, migratetype);
2292         put_mems_allowed();
2293
2294         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
2295         return page;
2296 }
2297 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
2298
2299 /*
2300  * Common helper functions.
2301  */
2302 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2303 {
2304         struct page *page;
2305
2306         /*
2307          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
2308          * a highmem page
2309          */
2310         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
2311
2312         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
2313         if (!page)
2314                 return 0;
2315         return (unsigned long) page_address(page);
2316 }
2317 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2318
2319 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2320 {
2321         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2322 }
2323 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2324
2325 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
2326 {
2327         int i = pagevec_count(pvec);
2328
2329         while (--i >= 0) {
2330                 trace_mm_pagevec_free(pvec->pages[i], pvec->cold);
2331                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
2332         }
2333 }
2334
2335 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2336 {
2337         if (put_page_testzero(page)) {
2338                 if (order == 0)
2339                         free_hot_cold_page(page, 0);
2340                 else
2341                         __free_pages_ok(page, order);
2342         }
2343 }
2344
2345 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2346
2347 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2348 {
2349         if (addr != 0) {
2350                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2351                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2352         }
2353 }
2354
2355 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2356
2357 static void *make_alloc_exact(unsigned long addr, unsigned order, size_t size)
2358 {
2359         if (addr) {
2360                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2361                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2362
2363                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2364                 while (used < alloc_end) {
2365                         free_page(used);
2366                         used += PAGE_SIZE;
2367                 }
2368         }
2369         return (void *)addr;
2370 }
2371
2372 /**
2373  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2374  * @size: the number of bytes to allocate
2375  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2376  *
2377  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2378  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2379  * allocate memory in power-of-two pages.
2380  *
2381  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2382  *
2383  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2384  */
2385 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2386 {
2387         unsigned int order = get_order(size);
2388         unsigned long addr;
2389
2390         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2391         return make_alloc_exact(addr, order, size);
2392 }
2393 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2394
2395 /**
2396  * alloc_pages_exact_nid - allocate an exact number of physically-contiguous
2397  *                         pages on a node.
2398  * @nid: the preferred node ID where memory should be allocated
2399  * @size: the number of bytes to allocate
2400  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2401  *
2402  * Like alloc_pages_exact(), but try to allocate on node nid first before falling
2403  * back.
2404  * Note this is not alloc_pages_exact_node() which allocates on a specific node,
2405  * but is not exact.
2406  */
2407 void *alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask)
2408 {
2409         unsigned order = get_order(size);
2410         struct page *p = alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
2411         if (!p)
2412                 return NULL;
2413         return make_alloc_exact((unsigned long)page_address(p), order, size);
2414 }
2415 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact_nid);
2416
2417 /**
2418  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2419  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2420  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2421  *
2422  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2423  */
2424 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2425 {
2426         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2427         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2428
2429         while (addr < end) {
2430                 free_page(addr);
2431                 addr += PAGE_SIZE;
2432         }
2433 }
2434 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2435
2436 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
2437 {
2438         struct zoneref *z;
2439         struct zone *zone;
2440
2441         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2442         unsigned int sum = 0;
2443
2444         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2445
2446         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2447                 unsigned long size = zone->present_pages;
2448                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2449                 if (size > high)
2450                         sum += size - high;
2451         }
2452
2453         return sum;
2454 }
2455
2456 /*
2457  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
2458  */
2459 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
2460 {
2461         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2462 }
2463 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2464
2465 /*
2466  * Amount of free RAM allocatable within all zones
2467  */
2468 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
2469 {
2470         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2471 }
2472
2473 static inline void show_node(struct zone *zone)
2474 {
2475         if (NUMA_BUILD)
2476                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2477 }
2478
2479 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2480 {
2481         val->totalram = totalram_pages;
2482         val->sharedram = 0;
2483         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2484         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2485         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2486         val->freehigh = nr_free_highpages();
2487         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2488 }
2489
2490 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2491
2492 #ifdef CONFIG_NUMA
2493 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2494 {
2495         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2496
2497         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2498         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2499 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2500         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2501         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2502                         NR_FREE_PAGES);
2503 #else
2504         val->totalhigh = 0;
2505         val->freehigh = 0;
2506 #endif
2507         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2508 }
2509 #endif
2510
2511 /*
2512  * Determine whether the node should be displayed or not, depending on whether
2513  * SHOW_MEM_FILTER_NODES was passed to show_free_areas().
2514  */
2515 bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid)
2516 {
2517         bool ret = false;
2518
2519         if (!(flags & SHOW_MEM_FILTER_NODES))
2520                 goto out;
2521
2522         get_mems_allowed();
2523         ret = !node_isset(nid, cpuset_current_mems_allowed);
2524         put_mems_allowed();
2525 out:
2526         return ret;
2527 }
2528
2529 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2530
2531 /*
2532  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2533  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2534  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2535  * Suppresses nodes that are not allowed by current's cpuset if
2536  * SHOW_MEM_FILTER_NODES is passed.
2537  */
2538 void show_free_areas(unsigned int filter)
2539 {
2540         int cpu;
2541         struct zone *zone;
2542
2543         for_each_populated_zone(zone) {
2544                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2545                         continue;
2546                 show_node(zone);
2547                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2548
2549                 for_each_online_cpu(cpu) {
2550                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2551
2552                         pageset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
2553
2554                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2555                                cpu, pageset->pcp.high,
2556                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2557                 }
2558         }
2559
2560         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
2561                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
2562                 " unevictable:%lu"
2563                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2564                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
2565                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2566                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2567                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2568                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
2569                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2570                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2571                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
2572                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2573                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2574                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2575                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2576                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2577                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
2578                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2579                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2580                 global_page_state(NR_SHMEM),
2581                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2582                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2583
2584         for_each_populated_zone(zone) {
2585                 int i;
2586
2587                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2588                         continue;
2589                 show_node(zone);
2590                 printk("%s"
2591                         " free:%lukB"
2592                         " min:%lukB"
2593                         " low:%lukB"
2594                         " high:%lukB"
2595                         " active_anon:%lukB"
2596                         " inactive_anon:%lukB"
2597                         " active_file:%lukB"
2598                         " inactive_file:%lukB"
2599                         " unevictable:%lukB"
2600                         " isolated(anon):%lukB"
2601                         " isolated(file):%lukB"
2602                         " present:%lukB"
2603                         " mlocked:%lukB"
2604                         " dirty:%lukB"
2605                         " writeback:%lukB"
2606                         " mapped:%lukB"
2607                         " shmem:%lukB"
2608                         " slab_reclaimable:%lukB"
2609                         " slab_unreclaimable:%lukB"
2610                         " kernel_stack:%lukB"
2611                         " pagetables:%lukB"
2612                         " unstable:%lukB"
2613                         " bounce:%lukB"
2614                         " writeback_tmp:%lukB"
2615                         " pages_scanned:%lu"
2616                         " all_unreclaimable? %s"
2617                         "\n",
2618                         zone->name,
2619                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2620                         K(min_wmark_pages(zone)),
2621                         K(low_wmark_pages(zone)),
2622                         K(high_wmark_pages(zone)),
2623                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2624                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2625                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2626                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2627                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2628                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
2629                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
2630                         K(zone->present_pages),
2631                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
2632                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
2633                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
2634                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
2635                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
2636                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
2637                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
2638                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
2639                                 THREAD_SIZE / 1024,
2640                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
2641                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
2642                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
2643                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
2644                         zone->pages_scanned,
2645                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
2646                         );
2647                 printk("lowmem_reserve[]:");
2648                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2649                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2650                 printk("\n");
2651         }
2652
2653         for_each_populated_zone(zone) {
2654                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2655
2656                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2657                         continue;
2658                 show_node(zone);
2659                 printk("%s: ", zone->name);
2660
2661                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2662                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2663                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2664                         total += nr[order] << order;
2665                 }
2666                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2667                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2668                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2669                 printk("= %lukB\n", K(total));
2670         }
2671
2672         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2673
2674         show_swap_cache_info();
2675 }
2676
2677 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2678 {
2679         zoneref->zone = zone;
2680         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2681 }
2682
2683 /*
2684  * Builds allocation fallback zone lists.
2685  *
2686  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2687  */
2688 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2689                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2690 {
2691         struct zone *zone;
2692
2693         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2694         zone_type++;
2695
2696         do {
2697                 zone_type--;
2698                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2699                 if (populated_zone(zone)) {
2700                         zoneref_set_zone(zone,
2701                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2702                         check_highest_zone(zone_type);
2703                 }
2704
2705         } while (zone_type);
2706         return nr_zones;
2707 }
2708
2709
2710 /*
2711  *  zonelist_order:
2712  *  0 = automatic detection of better ordering.
2713  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2714  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2715  *
2716  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2717  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2718  */
2719 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2720 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2721 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2722
2723 /* zonelist order in the kernel.
2724  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2725  */
2726 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2727 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2728
2729
2730 #ifdef CONFIG_NUMA
2731 /* The value user specified ....changed by config */
2732 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2733 /* string for sysctl */
2734 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2735 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2736
2737 /*
2738  * interface for configure zonelist ordering.
2739  * command line option "numa_zonelist_order"
2740  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2741  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2742  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2743  */
2744
2745 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2746 {
2747         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2748                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2749         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2750                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2751         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2752                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2753         } else {
2754                 printk(KERN_WARNING
2755                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2756                         "%s\n", s);
2757                 return -EINVAL;
2758         }
2759         return 0;
2760 }
2761
2762 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2763 {
2764         int ret;
2765
2766         if (!s)
2767                 return 0;
2768
2769         ret = __parse_numa_zonelist_order(s);
2770         if (ret == 0)
2771                 strlcpy(numa_zonelist_order, s, NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2772
2773         return ret;
2774 }
2775 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2776
2777 /*
2778  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2779  */
2780 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2781                 void __user *buffer, size_t *length,
2782                 loff_t *ppos)
2783 {
2784         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2785         int ret;
2786         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
2787
2788         mutex_lock(&zl_order_mutex);
2789         if (write)
2790                 strcpy(saved_string, (char*)table->data);
2791         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
2792         if (ret)
2793                 goto out;
2794         if (write) {
2795                 int oldval = user_zonelist_order;
2796                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2797                         /*
2798                          * bogus value.  restore saved string
2799                          */
2800                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2801                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2802                         user_zonelist_order = oldval;
2803                 } else if (oldval != user_zonelist_order) {
2804                         mutex_lock(&zonelists_mutex);
2805                         build_all_zonelists(NULL);
2806                         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
2807                 }
2808         }
2809 out:
2810         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
2811         return ret;
2812 }
2813
2814
2815 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
2816 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2817
2818 /**
2819  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2820  * @node: node whose fallback list we're appending
2821  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2822  *
2823  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2824  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2825  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2826  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2827  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2828  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2829  * on them otherwise.
2830  * It returns -1 if no node is found.
2831  */
2832 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2833 {
2834         int n, val;
2835         int min_val = INT_MAX;
2836         int best_node = -1;
2837         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2838
2839         /* Use the local node if we haven't already */
2840         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2841                 node_set(node, *used_node_mask);
2842                 return node;
2843         }
2844
2845         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2846
2847                 /* Don't want a node to appear more than once */
2848                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2849                         continue;
2850
2851                 /* Use the distance array to find the distance */
2852                 val = node_distance(node, n);
2853
2854                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2855                 val += (n < node);
2856
2857                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2858                 tmp = cpumask_of_node(n);
2859                 if (!cpumask_empty(tmp))
2860                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2861
2862                 /* Slight preference for less loaded node */
2863                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2864                 val += node_load[n];
2865
2866                 if (val < min_val) {
2867                         min_val = val;
2868                         best_node = n;
2869                 }
2870         }
2871
2872         if (best_node >= 0)
2873                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2874
2875         return best_node;
2876 }
2877
2878
2879 /*
2880  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2881  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2882  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2883  */
2884 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2885 {
2886         int j;
2887         struct zonelist *zonelist;
2888
2889         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2890         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2891                 ;
2892         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2893                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2894         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2895         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2896 }
2897
2898 /*
2899  * Build gfp_thisnode zonelists
2900  */
2901 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2902 {
2903         int j;
2904         struct zonelist *zonelist;
2905
2906         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2907         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2908         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2909         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2910 }
2911
2912 /*
2913  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2914  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2915  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2916  * may still exist in local DMA zone.
2917  */
2918 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2919
2920 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2921 {
2922         int pos, j, node;
2923         int zone_type;          /* needs to be signed */
2924         struct zone *z;
2925         struct zonelist *zonelist;
2926
2927         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2928         pos = 0;
2929         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2930                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2931                         node = node_order[j];
2932                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2933                         if (populated_zone(z)) {
2934                                 zoneref_set_zone(z,
2935                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2936                                 check_highest_zone(zone_type);
2937                         }
2938                 }
2939         }
2940         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2941         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2942 }
2943
2944 static int default_zonelist_order(void)
2945 {
2946         int nid, zone_type;
2947         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2948         struct zone *z;
2949         int average_size;
2950         /*
2951          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the system.
2952          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2953          * into OOM very easily.
2954          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and configures zone order.
2955          */
2956         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2957         low_kmem_size = 0;
2958         total_size = 0;
2959         for_each_online_node(nid) {
2960                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2961                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2962                         if (populated_zone(z)) {
2963                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2964                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2965                                 total_size += z->present_pages;
2966                         } else if (zone_type == ZONE_NORMAL) {
2967                                 /*
2968                                  * If any node has only lowmem, then node order
2969                                  * is preferred to allow kernel allocations
2970                                  * locally; otherwise, they can easily infringe
2971                                  * on other nodes when there is an abundance of
2972                                  * lowmem available to allocate from.
2973                                  */
2974                                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2975                         }
2976                 }
2977         }
2978         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2979             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2980                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2981         /*
2982          * look into each node's config.
2983          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2984          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2985          */
2986         average_size = total_size /
2987                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2988         for_each_online_node(nid) {
2989                 low_kmem_size = 0;
2990                 total_size = 0;
2991                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2992                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2993                         if (populated_zone(z)) {
2994                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2995                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2996                                 total_size += z->present_pages;
2997                         }
2998                 }
2999                 if (low_kmem_size &&
3000                     total_size > average_size && /* ignore small node */
3001                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
3002                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
3003         }
3004         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
3005 }
3006
3007 static void set_zonelist_order(void)
3008 {
3009         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
3010                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
3011         else
3012                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
3013 }
3014
3015 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3016 {
3017         int j, node, load;
3018         enum zone_type i;
3019         nodemask_t used_mask;
3020         int local_node, prev_node;
3021         struct zonelist *zonelist;
3022         int order = current_zonelist_order;
3023
3024         /* initialize zonelists */
3025         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
3026                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
3027                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
3028                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
3029         }
3030
3031         /* NUMA-aware ordering of nodes */
3032         local_node = pgdat->node_id;
3033         load = nr_online_nodes;
3034         prev_node = local_node;
3035         nodes_clear(used_mask);
3036
3037         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
3038         j = 0;
3039
3040         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
3041                 int distance = node_distance(local_node, node);
3042
3043                 /*
3044                  * If another node is sufficiently far away then it is better
3045                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
3046                  */
3047                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
3048                         zone_reclaim_mode = 1;
3049
3050                 /*
3051                  * We don't want to pressure a particular node.
3052                  * So adding penalty to the first node in same
3053                  * distance group to make it round-robin.
3054                  */
3055                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
3056                         node_load[node] = load;
3057
3058                 prev_node = node;
3059                 load--;
3060                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
3061                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
3062                 else
3063                         node_order[j++] = node; /* remember order */
3064         }
3065
3066         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
3067                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
3068                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
3069         }
3070
3071         build_thisnode_zonelists(pgdat);
3072 }
3073
3074 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
3075 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3076 {
3077         struct zonelist *zonelist;
3078         struct zonelist_cache *zlc;
3079         struct zoneref *z;
3080
3081         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3082         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
3083         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
3084         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
3085                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
3086 }
3087
3088 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3089 /*
3090  * Return node id of node used for "local" allocations.
3091  * I.e., first node id of first zone in arg node's generic zonelist.
3092  * Used for initializing percpu 'numa_mem', which is used primarily
3093  * for kernel allocations, so use GFP_KERNEL flags to locate zonelist.
3094  */
3095 int local_memory_node(int node)
3096 {
3097         struct zone *zone;
3098
3099         (void)first_zones_zonelist(node_zonelist(node, GFP_KERNEL),
3100                                    gfp_zone(GFP_KERNEL),
3101                                    NULL,
3102                                    &zone);
3103         return zone->node;
3104 }
3105 #endif
3106
3107 #else   /* CONFIG_NUMA */
3108
3109 static void set_zonelist_order(void)
3110 {
3111         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3112 }
3113
3114 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3115 {
3116         int node, local_node;
3117         enum zone_type j;
3118         struct zonelist *zonelist;
3119
3120         local_node = pgdat->node_id;
3121
3122         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3123         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
3124
3125         /*
3126          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
3127          * of all the other nodes.
3128          * We don't want to pressure a particular node, so when
3129          * building the zones for node N, we make sure that the
3130          * zones coming right after the local ones are those from
3131          * node N+1 (modulo N)
3132          */
3133         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
3134                 if (!node_online(node))
3135                         continue;
3136                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3137                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3138         }
3139         for (node = 0; node < local_node; node++) {
3140                 if (!node_online(node))
3141                         continue;
3142                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3143                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3144         }
3145
3146         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3147         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3148 }
3149
3150 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
3151 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3152 {
3153         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
3154 }
3155
3156 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3157
3158 /*
3159  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
3160  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
3161  * that an item put on a list will immediately be handed over to
3162  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
3163  * with interrupts disabled.
3164  *
3165  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
3166  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
3167  * hotplugged processors.
3168  *
3169  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
3170  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
3171  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
3172  */
3173 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
3174 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
3175 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone);
3176
3177 /*
3178  * Global mutex to protect against size modification of zonelists
3179  * as well as to serialize pageset setup for the new populated zone.
3180  */
3181 DEFINE_MUTEX(zonelists_mutex);
3182
3183 /* return values int ....just for stop_machine() */
3184 static __init_refok int __build_all_zonelists(void *data)
3185 {
3186         int nid;
3187         int cpu;
3188
3189 #ifdef CONFIG_NUMA
3190         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
3191 #endif
3192         for_each_online_node(nid) {
3193                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3194
3195                 build_zonelists(pgdat);
3196                 build_zonelist_cache(pgdat);
3197         }
3198
3199         /*
3200          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
3201          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
3202          * each zone will be allocated later when the per cpu
3203          * allocator is available.
3204          *
3205          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
3206          * cpus if the system is already booted because the pagesets
3207          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
3208          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
3209          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
3210          * (a chicken-egg dilemma).
3211          */
3212         for_each_possible_cpu(cpu) {
3213                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
3214
3215 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3216                 /*
3217                  * We now know the "local memory node" for each node--
3218                  * i.e., the node of the first zone in the generic zonelist.
3219                  * Set up numa_mem percpu variable for on-line cpus.  During
3220                  * boot, only the boot cpu should be on-line;  we'll init the
3221                  * secondary cpus' numa_mem as they come on-line.  During
3222                  * node/memory hotplug, we'll fixup all on-line cpus.
3223                  */
3224                 if (cpu_online(cpu))
3225                         set_cpu_numa_mem(cpu, local_memory_node(cpu_to_node(cpu)));
3226 #endif
3227         }
3228
3229         return 0;
3230 }
3231
3232 /*
3233  * Called with zonelists_mutex held always
3234  * unless system_state == SYSTEM_BOOTING.
3235  */
3236 void __ref build_all_zonelists(void *data)
3237 {
3238         set_zonelist_order();
3239
3240         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
3241                 __build_all_zonelists(NULL);
3242                 mminit_verify_zonelist();
3243                 cpuset_init_current_mems_allowed();
3244         } else {
3245                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
3246                    of zonelist */
3247 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3248                 if (data)
3249                         setup_zone_pageset((struct zone *)data);
3250 #endif
3251                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
3252                 /* cpuset refresh routine should be here */
3253         }
3254         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
3255         /*
3256          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
3257          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
3258          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
3259          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
3260          * disabled and enable it later
3261          */
3262         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
3263                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
3264         else
3265                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
3266
3267         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
3268                 "Total pages: %ld\n",
3269                         nr_online_nodes,
3270                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
3271                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
3272                         vm_total_pages);
3273 #ifdef CONFIG_NUMA
3274         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
3275 #endif
3276 }
3277
3278 /*
3279  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
3280  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
3281  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
3282  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
3283  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
3284  * conservative, even though it seems large.
3285  *
3286  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
3287  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
3288  */
3289 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
3290
3291 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3292 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3293 {
3294         unsigned long size = 1;
3295
3296         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
3297
3298         while (size < pages)
3299                 size <<= 1;
3300
3301         /*
3302          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
3303          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
3304          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
3305          */
3306         size = min(size, 4096UL);
3307
3308         return max(size, 4UL);
3309 }
3310 #else
3311 /*
3312  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
3313  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
3314  *
3315  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
3316  *
3317  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
3318  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
3319  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
3320  *
3321  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
3322  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
3323  *
3324  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
3325  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
3326  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
3327  */
3328 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3329 {
3330         return 4096UL;
3331 }
3332 #endif
3333
3334 /*
3335  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
3336  * to extract the more random high bits from the multiplicative
3337  * hash function before the remainder is taken.
3338  */
3339 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
3340 {
3341         return ffz(~size);
3342 }
3343
3344 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
3345
3346 /*
3347  * Check if a pageblock contains reserved pages
3348  */
3349 static int pageblock_is_reserved(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3350 {
3351         unsigned long pfn;
3352
3353         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3354                 if (!pfn_valid_within(pfn) || PageReserved(pfn_to_page(pfn)))
3355                         return 1;
3356         }
3357         return 0;
3358 }
3359
3360 /*
3361  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
3362  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
3363  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
3364  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
3365  * blocks as reclaim kicks in
3366  */
3367 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
3368 {
3369         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn, block_end_pfn;
3370         struct page *page;
3371         unsigned long block_migratetype;
3372         int reserve;
3373
3374         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
3375         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
3376         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
3377         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
3378                                                         pageblock_order;
3379
3380         /*
3381          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
3382          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
3383          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
3384          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
3385          * future allocation of hugepages at runtime.
3386          */
3387         reserve = min(2, reserve);
3388
3389         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
3390                 if (!pfn_valid(pfn))
3391                         continue;
3392                 page = pfn_to_page(pfn);
3393
3394                 /* Watch out for overlapping nodes */
3395                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
3396                         continue;
3397
3398                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
3399                 block_end_pfn = min(pfn + pageblock_nr_pages, end_pfn);
3400                 if (pageblock_is_reserved(pfn, block_end_pfn))
3401                         continue;
3402
3403                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
3404
3405                 /* If this block is reserved, account for it */
3406                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3407                         reserve--;
3408                         continue;
3409                 }
3410
3411                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
3412                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
3413                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
3414                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
3415                         reserve--;
3416                         continue;
3417                 }
3418
3419                 /*
3420                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
3421                  * take it back
3422                  */
3423                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3424                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3425                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
3426                 }
3427         }
3428 }
3429
3430 /*
3431  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
3432  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
3433  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
3434  */
3435 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
3436                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
3437 {
3438         struct page *page;
3439         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
3440         unsigned long pfn;
3441         struct zone *z;
3442
3443         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
3444                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
3445
3446         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
3447         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3448                 /*
3449                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
3450                  * handed to this function.  They do not
3451                  * exist on hotplugged memory.
3452                  */
3453                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
3454                         if (!early_pfn_valid(pfn))
3455                                 continue;
3456                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
3457                                 continue;
3458                 }
3459                 page = pfn_to_page(pfn);
3460                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
3461                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
3462                 init_page_count(page);
3463                 reset_page_mapcount(page);
3464                 SetPageReserved(page);
3465                 /*
3466                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
3467                  * movable at startup. This will force kernel allocations
3468                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
3469                  * the address space during boot when many long-lived
3470                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
3471                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
3472                  * setup_zone_migrate_reserve()
3473                  *
3474                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
3475                  * can be created for invalid pages (for alignment)
3476                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
3477                  * pfn out of zone.
3478                  */
3479                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
3480                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
3481                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
3482                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3483
3484                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
3485 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
3486                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3487                 if (!is_highmem_idx(zone))
3488                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3489 #endif
3490         }
3491 }
3492
3493 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3494 {
3495         int order, t;
3496         for_each_migratetype_order(order, t) {
3497                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3498                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3499         }
3500 }
3501
3502 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3503 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3504         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3505 #endif
3506
3507 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
3508 {
3509 #ifdef CONFIG_MMU
3510         int batch;
3511
3512         /*
3513          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3514          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
3515          *
3516          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
3517          */
3518         batch = zone->present_pages / 1024;
3519         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
3520                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
3521         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
3522         if (batch < 1)
3523                 batch = 1;
3524
3525         /*
3526          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
3527          * of 2 value was found to be more likely to have
3528          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
3529          *
3530          * For example if 2 tasks are alternately allocating
3531          * batches of pages, one task can end up with a lot
3532          * of pages of one half of the possible page colors
3533          * and the other with pages of the other colors.
3534          */
3535         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
3536
3537         return batch;
3538
3539 #else
3540         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
3541          * conditions.
3542          *
3543          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
3544          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
3545          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
3546          *
3547          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
3548          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
3549          * can be a significant delay between the individual batches being
3550          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
3551          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
3552          */
3553         return 0;
3554 #endif
3555 }
3556
3557 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
3558 {
3559         struct per_cpu_pages *pcp;
3560         int migratetype;
3561
3562         memset(p, 0, sizeof(*p));
3563
3564         pcp = &p->pcp;
3565         pcp->count = 0;
3566         pcp->high = 6 * batch;
3567         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
3568         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
3569                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
3570 }
3571
3572 /*
3573  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
3574  * to the value high for the pageset p.
3575  */
3576
3577 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
3578                                 unsigned long high)
3579 {
3580         struct per_cpu_pages *pcp;
3581
3582         pcp = &p->pcp;
3583         pcp->high = high;
3584         pcp->batch = max(1UL, high/4);
3585         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
3586                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
3587 }
3588
3589 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone)
3590 {
3591         int cpu;
3592
3593         zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
3594
3595         for_each_possible_cpu(cpu) {
3596                 struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3597
3598                 setup_pageset(pcp, zone_batchsize(zone));
3599
3600                 if (percpu_pagelist_fraction)
3601                         setup_pagelist_highmark(pcp,
3602                                 (zone->present_pages /
3603                                         percpu_pagelist_fraction));
3604         }
3605 }
3606
3607 /*
3608  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
3609  * Before this call only boot pagesets were available.
3610  */
3611 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
3612 {
3613         struct zone *zone;
3614
3615         for_each_populated_zone(zone)
3616                 setup_zone_pageset(zone);
3617 }
3618
3619 static noinline __init_refok
3620 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3621 {
3622         int i;
3623         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3624         size_t alloc_size;
3625
3626         /*
3627          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3628          * per zone.
3629          */
3630         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3631                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3632         zone->wait_table_bits =
3633                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3634         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3635                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3636
3637         if (!slab_is_available()) {
3638                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3639                         alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, alloc_size);
3640         } else {
3641                 /*
3642                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3643                  * via memory hot-add.
3644                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3645                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3646                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3647                  * node itself as well.
3648                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3649                  * necessary.
3650                  */
3651                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3652         }
3653         if (!zone->wait_table)
3654                 return -ENOMEM;
3655
3656         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3657                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3658
3659         return 0;
3660 }
3661
3662 static int __zone_pcp_update(void *data)
3663 {
3664         struct zone *zone = data;
3665         int cpu;
3666         unsigned long batch = zone_batchsize(zone), flags;
3667
3668         for_each_possible_cpu(cpu) {
3669                 struct per_cpu_pageset *pset;
3670                 struct per_cpu_pages *pcp;
3671
3672                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3673                 pcp = &pset->pcp;
3674
3675                 local_irq_save(flags);
3676                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
3677                 setup_pageset(pset, batch);
3678                 local_irq_restore(flags);
3679         }
3680         return 0;
3681 }
3682
3683 void zone_pcp_update(struct zone *zone)
3684 {
3685         stop_machine(__zone_pcp_update, zone, NULL);
3686 }
3687
3688 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3689 {
3690         /*
3691          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
3692          * relies on the ability of the linker to provide the
3693          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
3694          */
3695         zone->pageset = &boot_pageset;
3696
3697         if (zone->present_pages)
3698                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
3699                         zone->name, zone->present_pages,
3700                                          zone_batchsize(zone));
3701 }
3702
3703 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3704                                         unsigned long zone_start_pfn,
3705                                         unsigned long size,
3706                                         enum memmap_context context)
3707 {
3708         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3709         int ret;
3710         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3711         if (ret)
3712                 return ret;
3713         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3714
3715         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3716
3717         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3718                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3719                         pgdat->node_id,
3720                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3721                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3722
3723         zone_init_free_lists(zone);
3724
3725         return 0;
3726 }
3727
3728 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3729 /*
3730  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3731  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3732  */
3733 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3734 {
3735         int i;
3736
3737         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3738                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3739                         return i;
3740
3741         return -1;
3742 }
3743
3744 /*
3745  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3746  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3747  */
3748 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3749 {
3750         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3751                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3752                         return index;
3753
3754         return -1;
3755 }
3756
3757 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3758 /*
3759  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3760  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3761  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3762  * alternative
3763  */
3764 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3765 {
3766         int i;
3767
3768         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3769                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3770                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3771
3772                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3773                         return early_node_map[i].nid;
3774         }
3775         /* This is a memory hole */
3776         return -1;
3777 }
3778 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3779
3780 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3781 {
3782         int nid;
3783
3784         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3785         if (nid >= 0)
3786                 return nid;
3787         /* just returns 0 */
3788         return 0;
3789 }
3790
3791 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3792 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3793 {
3794         int nid;
3795
3796         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3797         if (nid >= 0 && nid != node)
3798                 return false;
3799         return true;
3800 }
3801 #endif
3802
3803 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3804 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3805         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3806                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3807
3808 /**
3809  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3810  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3811  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3812  *
3813  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3814  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3815  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3816  */
3817 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3818                                                 unsigned long max_low_pfn)
3819 {
3820         int i;
3821
3822         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3823                 unsigned long size_pages = 0;
3824                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3825
3826                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3827                         continue;
3828
3829                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3830                         end_pfn = max_low_pfn;
3831
3832                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3833                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3834                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3835                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3836         }
3837 }
3838
3839 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK
3840 /*
3841  * Basic iterator support. Return the last range of PFNs for a node
3842  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns last region regardless of node
3843  */
3844 static int __meminit last_active_region_index_in_nid(int nid)
3845 {
3846         int i;
3847
3848         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i >= 0; i--)
3849                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3850                         return i;
3851
3852         return -1;
3853 }
3854
3855 /*
3856  * Basic iterator support. Return the previous active range of PFNs for a node
3857  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3858  */
3859 static int __meminit previous_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3860 {
3861         for (index = index - 1; index >= 0; index--)
3862                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3863                         return index;
3864
3865         return -1;
3866 }
3867
3868 #define for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) \
3869         for (i = last_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3870                                 i = previous_active_region_index_in_nid(i, nid))
3871
3872 u64 __init find_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
3873                                         u64 goal, u64 limit)
3874 {
3875         int i;
3876
3877         /* Need to go over early_node_map to find out good range for node */
3878         for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) {
3879                 u64 addr;
3880                 u64 ei_start, ei_last;
3881                 u64 final_start, final_end;
3882
3883                 ei_last = early_node_map[i].end_pfn;
3884                 ei_last <<= PAGE_SHIFT;
3885                 ei_start = early_node_map[i].start_pfn;
3886                 ei_start <<= PAGE_SHIFT;
3887
3888                 final_start = max(ei_start, goal);
3889                 final_end = min(ei_last, limit);
3890
3891                 if (final_start >= final_end)
3892                         continue;
3893
3894                 addr = memblock_find_in_range(final_start, final_end, size, align);
3895
3896                 if (addr == MEMBLOCK_ERROR)
3897                         continue;
3898
3899                 return addr;
3900         }
3901
3902         return MEMBLOCK_ERROR;
3903 }
3904 #endif
3905
3906 int __init add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
3907                                    int nr_range, int nid)
3908 {
3909         int i;
3910         u64 start, end;
3911
3912         /* need to go over early_node_map to find out good range for node */
3913         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3914                 start = early_node_map[i].start_pfn;
3915                 end = early_node_map[i].end_pfn;
3916                 nr_range = add_range(range, az, nr_range, start, end);
3917         }
3918         return nr_range;
3919 }
3920
3921 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3922 {
3923         int i;
3924         int ret;
3925
3926         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3927                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3928                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3929                 if (ret)
3930                         break;
3931         }
3932 }
3933 /**
3934  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3935  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3936  *
3937  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3938  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3939  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3940  */
3941 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3942 {
3943         int i;
3944
3945         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3946                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3947                                 early_node_map[i].start_pfn,
3948                                 early_node_map[i].end_pfn);
3949 }
3950
3951 /**
3952  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3953  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3954  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3955  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3956  *
3957  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3958  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3959  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3960  * PFNs will be 0.
3961  */
3962 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3963                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3964 {
3965         int i;
3966         *start_pfn = -1UL;
3967         *end_pfn = 0;
3968
3969         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3970                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3971                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3972         }
3973
3974         if (*start_pfn == -1UL)
3975                 *start_pfn = 0;
3976 }
3977
3978 /*
3979  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3980  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3981  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3982  */
3983 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3984 {
3985         int zone_index;
3986         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3987                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3988                         continue;
3989
3990                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3991                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3992                         break;
3993         }
3994
3995         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3996         movable_zone = zone_index;
3997 }
3998
3999 /*
4000  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
4001  * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
4002  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
4003  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
4004  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
4005  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
4006  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
4007  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
4008  */
4009 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
4010                                         unsigned long zone_type,
4011                                         unsigned long node_start_pfn,
4012                                         unsigned long node_end_pfn,
4013                                         unsigned long *zone_start_pfn,
4014                                         unsigned long *zone_end_pfn)
4015 {
4016         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
4017         if (zone_movable_pfn[nid]) {
4018                 /* Size ZONE_MOVABLE */
4019                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
4020                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4021                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
4022                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
4023
4024                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
4025                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
4026                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
4027                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4028
4029                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
4030                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
4031                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
4032         }
4033 }
4034
4035 /*
4036  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
4037  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
4038  */
4039 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4040                                         unsigned long zone_type,
4041                                         unsigned long *ignored)
4042 {
4043         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4044         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4045
4046         /* Get the start and end of the node and zone */
4047         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4048         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4049         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4050         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4051                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
4052                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4053
4054         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
4055         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
4056                 return 0;
4057
4058         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
4059         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
4060         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
4061
4062         /* Return the spanned pages */
4063         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
4064 }
4065
4066 /*
4067  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
4068  * then all holes in the requested range will be accounted for.
4069  */
4070 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
4071                                 unsigned long range_start_pfn,
4072                                 unsigned long range_end_pfn)
4073 {
4074         int i = 0;
4075         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
4076         unsigned long start_pfn;
4077
4078         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
4079         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
4080         if (i == -1)
4081                 return 0;
4082
4083         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4084
4085         /* Account for ranges before physical memory on this node */
4086         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
4087                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
4088
4089         /* Find all holes for the zone within the node */
4090         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
4091
4092                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
4093                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
4094                         break;
4095
4096                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
4097                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4098                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
4099
4100                 /* Update the hole size cound and move on */
4101                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
4102                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
4103                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
4104                 }
4105                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4106         }
4107
4108         /* Account for ranges past physical memory on this node */
4109         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
4110                 hole_pages += range_end_pfn -
4111                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
4112
4113         return hole_pages;
4114 }
4115
4116 /**
4117  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
4118  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
4119  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
4120  *
4121  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
4122  */
4123 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
4124                                                         unsigned long end_pfn)
4125 {
4126         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
4127 }
4128
4129 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
4130 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4131                                         unsigned long zone_type,
4132                                         unsigned long *ignored)
4133 {
4134         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4135         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4136
4137         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4138         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
4139                                                         node_start_pfn);
4140         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
4141                                                         node_end_pfn);
4142
4143         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4144                         node_start_pfn, node_end_pfn,
4145                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4146         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
4147 }
4148
4149 #else
4150 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4151                                         unsigned long zone_type,
4152                                         unsigned long *zones_size)
4153 {
4154         return zones_size[zone_type];
4155 }
4156
4157 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4158                                                 unsigned long zone_type,
4159                                                 unsigned long *zholes_size)
4160 {
4161         if (!zholes_size)
4162                 return 0;
4163
4164         return zholes_size[zone_type];
4165 }
4166
4167 #endif
4168
4169 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
4170                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4171 {
4172         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
4173         enum zone_type i;
4174
4175         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4176                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4177                                                                 zones_size);
4178         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
4179
4180         realtotalpages = totalpages;
4181         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4182                 realtotalpages -=
4183                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4184                                                                 zholes_size);
4185         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
4186         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
4187                                                         realtotalpages);
4188 }
4189
4190 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
4191 /*
4192  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
4193  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
4194  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
4195  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
4196  * bytes.
4197  */
4198 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
4199 {
4200         unsigned long usemapsize;
4201
4202         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
4203         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
4204         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
4205         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
4206
4207         return usemapsize / 8;
4208 }
4209
4210 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4211                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
4212 {
4213         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
4214         zone->pageblock_flags = NULL;
4215         if (usemapsize)
4216                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat,
4217                                                                    usemapsize);
4218 }
4219 #else
4220 static inline void setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4221                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
4222 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4223
4224 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
4225
4226 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
4227 static inline int pageblock_default_order(void)
4228 {
4229         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
4230                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
4231
4232         return MAX_ORDER-1;
4233 }
4234
4235 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
4236 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
4237 {
4238         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
4239         if (pageblock_order)
4240                 return;
4241
4242         /*
4243          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
4244          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
4245          */
4246         pageblock_order = order;
4247 }
4248 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4249
4250 /*
4251  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
4252  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
4253  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
4254  * pageblock_order based on the kernel config
4255  */
4256 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
4257 {
4258         return MAX_ORDER-1;
4259 }
4260 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
4261
4262 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4263
4264 /*
4265  * Set up the zone data structures:
4266  *   - mark all pages reserved
4267  *   - mark all memory queues empty
4268  *   - clear the memory bitmaps
4269  */
4270 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
4271                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4272 {
4273         enum zone_type j;
4274         int nid = pgdat->node_id;
4275         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
4276         int ret;
4277
4278         pgdat_resize_init(pgdat);
4279         pgdat->nr_zones = 0;
4280         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
4281         pgdat->kswapd_max_order = 0;
4282         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
4283         
4284         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4285                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4286                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
4287                 enum lru_list l;
4288
4289                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
4290                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
4291                                                                 zholes_size);
4292
4293                 /*
4294                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
4295                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
4296                  * and per-cpu initialisations
4297                  */
4298                 memmap_pages =
4299                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
4300                 if (realsize >= memmap_pages) {
4301                         realsize -= memmap_pages;
4302                         if (memmap_pages)
4303                                 printk(KERN_DEBUG
4304                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
4305                                        zone_names[j], memmap_pages);
4306                 } else
4307                         printk(KERN_WARNING
4308                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
4309                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
4310
4311                 /* Account for reserved pages */
4312                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
4313                         realsize -= dma_reserve;
4314                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
4315                                         zone_names[0], dma_reserve);
4316                 }
4317
4318                 if (!is_highmem_idx(j))
4319                         nr_kernel_pages += realsize;
4320                 nr_all_pages += realsize;
4321
4322                 zone->spanned_pages = size;
4323                 zone->present_pages = realsize;
4324 #ifdef CONFIG_NUMA
4325                 zone->node = nid;
4326                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
4327                                                 / 100;
4328                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4329 #endif
4330                 zone->name = zone_names[j];
4331                 spin_lock_init(&zone->lock);
4332                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
4333                 zone_seqlock_init(zone);
4334                 zone->zone_pgdat = pgdat;
4335
4336                 zone_pcp_init(zone);
4337                 for_each_lru(l)
4338                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
4339                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
4340                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
4341                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
4342                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
4343                 zap_zone_vm_stats(zone);
4344                 zone->flags = 0;
4345                 if (!size)
4346                         continue;
4347
4348                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
4349                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
4350                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
4351                                                 size, MEMMAP_EARLY);
4352                 BUG_ON(ret);
4353                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
4354                 zone_start_pfn += size;
4355         }
4356 }
4357
4358 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
4359 {
4360         /* Skip empty nodes */
4361         if (!pgdat->node_spanned_pages)
4362                 return;
4363
4364 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4365         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
4366         if (!pgdat->node_mem_map) {
4367                 unsigned long size, start, end;
4368                 struct page *map;
4369
4370                 /*
4371                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
4372                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
4373                  * for the buddy allocator to function correctly.
4374                  */
4375                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
4376                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
4377                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4378                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
4379                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
4380                 if (!map)
4381                         map = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, size);
4382                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
4383         }
4384 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4385         /*
4386          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
4387          */
4388         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
4389                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
4390 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4391                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
4392                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
4393 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4394         }
4395 #endif
4396 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
4397 }
4398
4399 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
4400                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
4401 {
4402         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4403
4404         pgdat->node_id = nid;
4405         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
4406         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
4407
4408         alloc_node_mem_map(pgdat);
4409 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4410         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
4411                 nid, (unsigned long)pgdat,
4412                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
4413 #endif
4414
4415         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
4416 }
4417
4418 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4419
4420 #if MAX_NUMNODES > 1
4421 /*
4422  * Figure out the number of possible node ids.
4423  */
4424 static void __init setup_nr_node_ids(void)
4425 {
4426         unsigned int node;
4427         unsigned int highest = 0;
4428
4429         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
4430                 highest = node;
4431         nr_node_ids = highest + 1;
4432 }
4433 #else
4434 static inline void setup_nr_node_ids(void)
4435 {
4436 }
4437 #endif
4438
4439 /**
4440  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
4441  * @nid: The node ID the range resides on
4442  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
4443  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
4444  *
4445  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
4446  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
4447  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
4448  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
4449  * the range being registered will be merged with existing ranges.
4450  */
4451 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4452                                                 unsigned long end_pfn)
4453 {
4454         int i;
4455
4456         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
4457                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
4458                         "%d entries of %d used\n",
4459                         nid, start_pfn, end_pfn,
4460                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
4461
4462         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
4463
4464         /* Merge with existing active regions if possible */
4465         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4466                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4467                         continue;
4468
4469                 /* Skip if an existing region covers this new one */
4470                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
4471                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
4472                         return;
4473
4474                 /* Merge forward if suitable */
4475                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
4476                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
4477                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4478                         return;
4479                 }
4480
4481                 /* Merge backward if suitable */
4482                 if (start_pfn < early_node_map[i].start_pfn &&
4483                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
4484                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4485                         return;
4486                 }
4487         }
4488
4489         /* Check that early_node_map is large enough */
4490         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
4491                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
4492                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
4493                 return;
4494         }
4495
4496         early_node_map[i].nid = nid;
4497         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4498         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4499         nr_nodemap_entries = i + 1;
4500 }
4501
4502 /**
4503  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
4504  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
4505  * @start_pfn: The new PFN of the range
4506  * @end_pfn: The new PFN of the range
4507  *
4508  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
4509  * The map is kept near the end physical page range that has already been
4510  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
4511  * range.
4512  */
4513 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4514                                 unsigned long end_pfn)
4515 {
4516         int i, j;
4517         int removed = 0;
4518
4519         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
4520                           nid, start_pfn, end_pfn);
4521
4522         /* Find the old active region end and shrink */
4523         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4524                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4525                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
4526                         /* clear it */
4527                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
4528                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
4529                         removed = 1;
4530                         continue;
4531                 }
4532                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
4533                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
4534                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4535                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
4536                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
4537                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
4538                         continue;
4539                 }
4540                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4541                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
4542                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
4543                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
4544                         continue;
4545                 }
4546         }
4547
4548         if (!removed)
4549                 return;
4550
4551         /* remove the blank ones */
4552         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
4553                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4554                         continue;
4555                 if (early_node_map[i].end_pfn)
4556                         continue;
4557                 /* we found it, get rid of it */
4558                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
4559                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
4560                                 sizeof(early_node_map[j]));
4561                 j = nr_nodemap_entries - 1;
4562                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
4563                 nr_nodemap_entries--;
4564         }
4565 }
4566
4567 /**
4568  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
4569  *
4570  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
4571  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
4572  * all currently registered regions.
4573  */
4574 void __init remove_all_active_ranges(void)
4575 {
4576         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
4577         nr_nodemap_entries = 0;
4578 }
4579
4580 /* Compare two active node_active_regions */
4581 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
4582 {
4583         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
4584         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
4585
4586         /* Done this way to avoid overflows */
4587         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
4588                 return 1;
4589         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
4590                 return -1;
4591
4592         return 0;
4593 }
4594
4595 /* sort the node_map by start_pfn */
4596 void __init sort_node_map(void)
4597 {
4598         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
4599                         sizeof(struct node_active_region),
4600                         cmp_node_active_region, NULL);
4601 }
4602
4603 /**
4604  * node_map_pfn_alignment - determine the maximum internode alignment
4605  *
4606  * This function should be called after node map is populated and sorted.
4607  * It calculates the maximum power of two alignment which can distinguish
4608  * all the nodes.
4609  *
4610  * For example, if all nodes are 1GiB and aligned to 1GiB, the return value
4611  * would indicate 1GiB alignment with (1 << (30 - PAGE_SHIFT)).  If the
4612  * nodes are shifted by 256MiB, 256MiB.  Note that if only the last node is
4613  * shifted, 1GiB is enough and this function will indicate so.
4614  *
4615  * This is used to test whether pfn -> nid mapping of the chosen memory
4616  * model has fine enough granularity to avoid incorrect mapping for the
4617  * populated node map.
4618  *
4619  * Returns the determined alignment in pfn's.  0 if there is no alignment
4620  * requirement (single node).
4621  */
4622 unsigned long __init node_map_pfn_alignment(void)
4623 {
4624         unsigned long accl_mask = 0, last_end = 0;
4625         int last_nid = -1;
4626         int i;
4627
4628         for_each_active_range_index_in_nid(i, MAX_NUMNODES) {
4629                 int nid = early_node_map[i].nid;
4630                 unsigned long start = early_node_map[i].start_pfn;
4631                 unsigned long end = early_node_map[i].end_pfn;
4632                 unsigned long mask;
4633
4634                 if (!start || last_nid < 0 || last_nid == nid) {
4635                         last_nid = nid;
4636                         last_end = end;
4637                         continue;
4638                 }
4639
4640                 /*
4641                  * Start with a mask granular enough to pin-point to the
4642                  * start pfn and tick off bits one-by-one until it becomes
4643                  * too coarse to separate the current node from the last.
4644                  */
4645                 mask = ~((1 << __ffs(start)) - 1);
4646                 while (mask && last_end <= (start & (mask << 1)))
4647                         mask <<= 1;
4648
4649                 /* accumulate all internode masks */
4650                 accl_mask |= mask;
4651         }
4652
4653         /* convert mask to number of pages */
4654         return ~accl_mask + 1;
4655 }
4656
4657 /* Find the lowest pfn for a node */
4658 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4659 {
4660         int i;
4661         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4662
4663         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
4664         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4665                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4666
4667         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4668                 printk(KERN_WARNING
4669                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4670                 return 0;
4671         }
4672
4673         return min_pfn;
4674 }
4675
4676 /**
4677  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4678  *
4679  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4680  * add_active_range().
4681  */
4682 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4683 {
4684         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4685 }
4686
4687 /*
4688  * early_calculate_totalpages()
4689  * Sum pages in active regions for movable zone.
4690  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
4691  */
4692 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4693 {
4694         int i;
4695         unsigned long totalpages = 0;
4696
4697         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4698                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
4699                                                 early_node_map[i].start_pfn;
4700                 totalpages += pages;
4701                 if (pages)
4702                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
4703         }
4704         return totalpages;
4705 }
4706
4707 /*
4708  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4709  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4710  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4711  * others
4712  */
4713 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
4714 {
4715         int i, nid;
4716         unsigned long usable_startpfn;
4717         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4718         /* save the state before borrow the nodemask */
4719         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_HIGH_MEMORY];
4720         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4721         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
4722
4723         /*
4724          * If movablecore was specified, calculate what size of
4725          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4726          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4727          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4728          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4729          * what movablecore would have allowed.
4730          */
4731         if (required_movablecore) {
4732                 unsigned long corepages;
4733
4734                 /*
4735                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4736                  * was requested by the user
4737                  */
4738                 required_movablecore =
4739                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4740                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4741
4742                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4743         }
4744
4745         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4746         if (!required_kernelcore)
4747                 goto out;
4748
4749         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4750         find_usable_zone_for_movable();
4751         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4752
4753 restart:
4754         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4755         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4756         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4757                 /*
4758                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4759                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4760                  * amount of memory for the kernel
4761                  */
4762                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4763                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4764
4765                 /*
4766                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4767                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4768                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4769                  */
4770                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4771
4772                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4773                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4774                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4775                         unsigned long size_pages;
4776
4777                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4778                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4779                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4780                         if (start_pfn >= end_pfn)
4781                                 continue;
4782
4783                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4784                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4785                                 unsigned long kernel_pages;
4786                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4787                                                                 - start_pfn;
4788
4789                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4790                                                         kernelcore_remaining);
4791                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4792                                                         required_kernelcore);
4793
4794                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4795                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4796
4797                                         /*
4798                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4799                                          * that if we have to rebalance
4800                                          * kernelcore across nodes, we will
4801                                          * not double account here
4802                                          */
4803                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4804                                         continue;
4805                                 }
4806                                 start_pfn = usable_startpfn;
4807                         }
4808
4809                         /*
4810                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4811                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4812                          * number of pages used as kernelcore
4813                          */
4814                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4815                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4816                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4817                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4818
4819                         /*
4820                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4821                          * break if the kernelcore for this node has been
4822                          * satisified
4823                          */
4824                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4825                                                                 size_pages);
4826                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4827                         if (!kernelcore_remaining)
4828                                 break;
4829                 }
4830         }
4831
4832         /*
4833          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4834          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4835          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4836          * satisified
4837          */
4838         usable_nodes--;
4839         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4840                 goto restart;
4841
4842         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4843         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4844                 zone_movable_pfn[nid] =
4845                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4846
4847 out:
4848         /* restore the node_state */
4849         node_states[N_HIGH_MEMORY] = saved_node_state;
4850 }
4851
4852 /* Any regular memory on that node ? */
4853 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4854 {
4855 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4856         enum zone_type zone_type;
4857
4858         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4859                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4860                 if (zone->present_pages)
4861                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4862         }
4863 #endif
4864 }
4865
4866 /**
4867  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4868  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4869  *
4870  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4871  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4872  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4873  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4874  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4875  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4876  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4877  * at arch_max_dma_pfn.
4878  */
4879 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4880 {
4881         unsigned long nid;
4882         int i;
4883
4884         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4885         sort_node_map();
4886
4887         /* Record where the zone boundaries are */
4888         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4889                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4890         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4891                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4892         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4893         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4894         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4895                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4896                         continue;
4897                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4898                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4899                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4900                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4901         }
4902         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4903         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4904
4905         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4906         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4907         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4908
4909         /* Print out the zone ranges */
4910         printk("Zone PFN ranges:\n");
4911         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4912                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4913                         continue;
4914                 printk("  %-8s ", zone_names[i]);
4915                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
4916                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
4917                         printk("empty\n");
4918                 else
4919                         printk("%0#10lx -> %0#10lx\n",
4920                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4921                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4922         }
4923
4924         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4925         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4926         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4927                 if (zone_movable_pfn[i])
4928                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4929         }
4930
4931         /* Print out the early_node_map[] */
4932         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4933         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4934                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4935                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4936                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4937
4938         /* Initialise every node */
4939         mminit_verify_pageflags_layout();
4940         setup_nr_node_ids();
4941         for_each_online_node(nid) {
4942                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4943                 free_area_init_node(nid, NULL,
4944                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4945
4946                 /* Any memory on that node */
4947                 if (pgdat->node_present_pages)
4948                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4949                 check_for_regular_memory(pgdat);
4950         }
4951 }
4952
4953 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4954 {
4955         unsigned long long coremem;
4956         if (!p)
4957                 return -EINVAL;
4958
4959         coremem = memparse(p, &p);
4960         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4961
4962         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4963         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4964
4965         return 0;
4966 }
4967
4968 /*
4969  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4970  * cannot be reclaimed or migrated.
4971  */
4972 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4973 {
4974         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4975 }
4976
4977 /*
4978  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4979  * can be reclaimed or migrated.
4980  */
4981 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4982 {
4983         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4984 }
4985
4986 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4987 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4988
4989 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4990
4991 /**
4992  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4993  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4994  *
4995  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4996  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4997  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4998  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4999  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
5000  * smaller per-cpu batchsize.
5001  */
5002 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
5003 {
5004         dma_reserve = new_dma_reserve;
5005 }
5006
5007 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
5008 {
5009         free_area_init_node(0, zones_size,
5010                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
5011 }
5012
5013 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
5014                                  unsigned long action, void *hcpu)
5015 {
5016         int cpu = (unsigned long)hcpu;
5017
5018         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
5019                 drain_pages(cpu);
5020
5021                 /*
5022                  * Spill the event counters of the dead processor
5023                  * into the current processors event counters.
5024                  * This artificially elevates the count of the current
5025                  * processor.
5026                  */
5027                 vm_events_fold_cpu(cpu);
5028
5029                 /*
5030                  * Zero the differential counters of the dead processor
5031                  * so that the vm statistics are consistent.
5032                  *
5033                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
5034                  * race with what we are doing.
5035                  */
5036                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
5037         }
5038         return NOTIFY_OK;
5039 }
5040
5041 void __init page_alloc_init(void)
5042 {
5043         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
5044 }
5045
5046 /*
5047  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
5048  *      or min_free_kbytes changes.
5049  */
5050 static void calculate_totalreserve_pages(void)
5051 {
5052         struct pglist_data *pgdat;
5053         unsigned long reserve_pages = 0;
5054         enum zone_type i, j;
5055
5056         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5057                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5058                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
5059                         unsigned long max = 0;
5060
5061                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
5062                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5063                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
5064                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
5065                         }
5066
5067                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
5068                         max += high_wmark_pages(zone);
5069
5070                         if (max > zone->present_pages)
5071                                 max = zone->present_pages;
5072                         reserve_pages += max;
5073                 }
5074         }
5075         totalreserve_pages = reserve_pages;
5076 }
5077
5078 /*
5079  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
5080  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
5081  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
5082  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
5083  */
5084 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
5085 {
5086         struct pglist_data *pgdat;
5087         enum zone_type j, idx;
5088
5089         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5090                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5091                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
5092                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
5093
5094                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
5095
5096                         idx = j;
5097                         while (idx) {
5098                                 struct zone *lower_zone;
5099
5100                                 idx--;
5101
5102                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
5103                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
5104
5105                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
5106                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
5107                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
5108                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
5109                         }
5110                 }
5111         }
5112
5113         /* update totalreserve_pages */
5114         calculate_totalreserve_pages();
5115 }
5116
5117 /**
5118  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
5119  * or when memory is hot-{added|removed}
5120  *
5121  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
5122  * correctly with respect to min_free_kbytes.
5123  */
5124 void setup_per_zone_wmarks(void)
5125 {
5126         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
5127         unsigned long lowmem_pages = 0;
5128         struct zone *zone;
5129         unsigned long flags;
5130
5131         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
5132         for_each_zone(zone) {
5133                 if (!is_highmem(zone))
5134                         lowmem_pages += zone->present_pages;
5135         }
5136
5137         for_each_zone(zone) {
5138                 u64 tmp;
5139
5140                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5141                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
5142                 do_div(tmp, lowmem_pages);
5143                 if (is_highmem(zone)) {
5144                         /*
5145                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
5146                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
5147                          * value here.
5148                          *
5149                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
5150                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
5151                          * not be capped for highmem.
5152                          */
5153                         int min_pages;
5154
5155                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
5156                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
5157                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
5158                         if (min_pages > 128)
5159                                 min_pages = 128;
5160                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
5161                 } else {
5162                         /*
5163                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
5164                          * proportionate to the zone's size.
5165                          */
5166                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
5167                 }
5168
5169                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
5170                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
5171                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
5172                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5173         }
5174
5175         /* update totalreserve_pages */
5176         calculate_totalreserve_pages();
5177 }
5178
5179 /*
5180  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
5181  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
5182  * to be referenced again before it is swapped out.
5183  *
5184  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
5185  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
5186  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
5187  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
5188  *
5189  * total     target    max
5190  * memory    ratio     inactive anon
5191  * -------------------------------------
5192  *   10MB       1         5MB
5193  *  100MB       1        50MB
5194  *    1GB       3       250MB
5195  *   10GB      10       0.9GB
5196  *  100GB      31         3GB
5197  *    1TB     101        10GB
5198  *   10TB     320        32GB
5199  */
5200 static void __meminit calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
5201 {
5202         unsigned int gb, ratio;
5203
5204         /* Zone size in gigabytes */
5205         gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
5206         if (gb)
5207                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
5208         else
5209                 ratio = 1;
5210
5211         zone->inactive_ratio = ratio;
5212 }
5213
5214 static void __meminit setup_per_zone_inactive_ratio(void)
5215 {
5216         struct zone *zone;
5217
5218         for_each_zone(zone)
5219                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
5220 }
5221
5222 /*
5223  * Initialise min_free_kbytes.
5224  *
5225  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
5226  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
5227  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
5228  *
5229  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
5230  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
5231  *
5232  * which yields
5233  *
5234  * 16MB:        512k
5235  * 32MB:        724k
5236  * 64MB:        1024k
5237  * 128MB:       1448k
5238  * 256MB:       2048k
5239  * 512MB:       2896k
5240  * 1024MB:      4096k
5241  * 2048MB:      5792k
5242  * 4096MB:      8192k
5243  * 8192MB:      11584k
5244  * 16384MB:     16384k
5245  */
5246 int __meminit init_per_zone_wmark_min(void)
5247 {
5248         unsigned long lowmem_kbytes;
5249
5250         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
5251
5252         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
5253         if (min_free_kbytes < 128)
5254                 min_free_kbytes = 128;
5255         if (min_free_kbytes > 65536)
5256                 min_free_kbytes = 65536;
5257         setup_per_zone_wmarks();
5258         refresh_zone_stat_thresholds();
5259         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5260         setup_per_zone_inactive_ratio();
5261         return 0;
5262 }
5263 module_init(init_per_zone_wmark_min)
5264
5265 /*
5266  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
5267  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
5268  *      changes.
5269  */
5270 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
5271         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5272 {
5273         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
5274         if (write)
5275                 setup_per_zone_wmarks();
5276         return 0;
5277 }
5278
5279 #ifdef CONFIG_NUMA
5280 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5281         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5282 {
5283         struct zone *zone;
5284         int rc;
5285
5286         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5287         if (rc)
5288                 return rc;
5289
5290         for_each_zone(zone)
5291                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
5292                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
5293         return 0;
5294 }
5295
5296 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5297         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5298 {
5299         struct zone *zone;
5300         int rc;
5301
5302         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5303         if (rc)
5304                 return rc;
5305
5306         for_each_zone(zone)
5307                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
5308                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
5309         return 0;
5310 }
5311 #endif
5312
5313 /*
5314  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
5315  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
5316  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
5317  *
5318  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
5319  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
5320  * if in function of the boot time zone sizes.
5321  */
5322 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5323         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5324 {
5325         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5326         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5327         return 0;
5328 }
5329
5330 /*
5331  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
5332  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
5333  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
5334  */
5335
5336 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5337         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5338 {
5339         struct zone *zone;
5340         unsigned int cpu;
5341         int ret;
5342
5343         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5344         if (!write || (ret == -EINVAL))
5345                 return ret;
5346         for_each_populated_zone(zone) {
5347                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5348                         unsigned long  high;
5349                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
5350                         setup_pagelist_highmark(
5351                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu), high);
5352                 }
5353         }
5354         return 0;
5355 }
5356
5357 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
5358
5359 #ifdef CONFIG_NUMA
5360 static int __init set_hashdist(char *str)
5361 {
5362         if (!str)
5363                 return 0;
5364         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
5365         return 1;
5366 }
5367 __setup("hashdist=", set_hashdist);
5368 #endif
5369
5370 /*
5371  * allocate a large system hash table from bootmem
5372  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
5373  *   quantity of entries
5374  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
5375  */
5376 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
5377                                      unsigned long bucketsize,
5378                                      unsigned long numentries,
5379                                      int scale,
5380                                      int flags,
5381                                      unsigned int *_hash_shift,
5382                                      unsigned int *_hash_mask,
5383                                      unsigned long limit)
5384 {
5385         unsigned long long max = limit;
5386         unsigned long log2qty, size;
5387         void *table = NULL;
5388
5389         /* allow the kernel cmdline to have a say */
5390         if (!numentries) {
5391                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
5392                 numentries = nr_kernel_pages;
5393                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
5394                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
5395                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
5396
5397                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
5398                 if (scale > PAGE_SHIFT)
5399                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
5400                 else
5401                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
5402
5403                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
5404                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
5405                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
5406                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
5407                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
5408                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
5409                                 BUG_ON(!numentries);
5410                         }
5411                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
5412                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
5413         }
5414         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
5415
5416         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
5417         if (max == 0) {
5418                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
5419                 do_div(max, bucketsize);
5420         }
5421
5422         if (numentries > max)
5423                 numentries = max;
5424
5425         log2qty = ilog2(numentries);
5426
5427         do {
5428                 size = bucketsize << log2qty;
5429                 if (flags & HASH_EARLY)
5430                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
5431                 else if (hashdist)
5432                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
5433                 else {
5434                         /*
5435                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
5436                          * some pages at the end of hash table which
5437                          * alloc_pages_exact() automatically does
5438                          */
5439                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
5440                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
5441                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
5442                         }
5443                 }
5444         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
5445
5446         if (!table)
5447                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
5448
5449         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %ld (order: %d, %lu bytes)\n",
5450                tablename,
5451                (1UL << log2qty),
5452                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
5453                size);
5454
5455         if (_hash_shift)
5456                 *_hash_shift = log2qty;
5457         if (_hash_mask)
5458                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
5459
5460         return table;
5461 }
5462
5463 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
5464 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
5465                                                         unsigned long pfn)
5466 {
5467 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5468         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
5469 #else
5470         return zone->pageblock_flags;
5471 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5472 }
5473
5474 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
5475 {
5476 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5477         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
5478         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5479 #else
5480         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
5481         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5482 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5483 }
5484
5485 /**
5486  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
5487  * @page: The page within the block of interest
5488  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
5489  * @end_bitidx: The last bit of interest
5490  * returns pageblock_bits flags
5491  */
5492 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
5493                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5494 {
5495         struct zone *zone;
5496         unsigned long *bitmap;
5497         unsigned long pfn, bitidx;
5498         unsigned long flags = 0;
5499         unsigned long value = 1;
5500
5501         zone = page_zone(page);
5502         pfn = page_to_pfn(page);
5503         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5504         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5505
5506         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5507                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
5508                         flags |= value;
5509
5510         return flags;
5511 }
5512
5513 /**
5514  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
5515  * @page: The page within the block of interest
5516  * @start_bitidx: The first bit of interest
5517  * @end_bitidx: The last bit of interest
5518  * @flags: The flags to set
5519  */
5520 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
5521                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5522 {
5523         struct zone *zone;
5524         unsigned long *bitmap;
5525         unsigned long pfn, bitidx;
5526         unsigned long value = 1;
5527
5528         zone = page_zone(page);
5529         pfn = page_to_pfn(page);
5530         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5531         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5532         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
5533         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
5534
5535         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5536                 if (flags & value)
5537                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5538                 else
5539                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5540 }
5541
5542 /*
5543  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
5544  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
5545  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
5546  */
5547
5548 static int
5549 __count_immobile_pages(struct zone *zone, struct page *page, int count)
5550 {
5551         unsigned long pfn, iter, found;
5552         /*
5553          * For avoiding noise data, lru_add_drain_all() should be called
5554          * If ZONE_MOVABLE, the zone never contains immobile pages
5555          */
5556         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE)
5557                 return true;
5558
5559         if (get_pageblock_migratetype(page) == MIGRATE_MOVABLE)
5560                 return true;
5561
5562         pfn = page_to_pfn(page);
5563         for (found = 0, iter = 0; iter < pageblock_nr_pages; iter++) {
5564                 unsigned long check = pfn + iter;
5565
5566                 if (!pfn_valid_within(check))
5567                         continue;
5568
5569                 page = pfn_to_page(check);
5570                 if (!page_count(page)) {
5571                         if (PageBuddy(page))
5572                                 iter += (1 << page_order(page)) - 1;
5573                         continue;
5574                 }
5575                 if (!PageLRU(page))
5576                         found++;
5577                 /*
5578                  * If there are RECLAIMABLE pages, we need to check it.
5579                  * But now, memory offline itself doesn't call shrink_slab()
5580                  * and it still to be fixed.
5581                  */
5582                 /*
5583                  * If the page is not RAM, page_count()should be 0.
5584                  * we don't need more check. This is an _used_ not-movable page.
5585                  *
5586                  * The problematic thing here is PG_reserved pages. PG_reserved
5587                  * is set to both of a memory hole page and a _used_ kernel
5588                  * page at boot.
5589                  */
5590                 if (found > count)
5591                         return false;
5592         }
5593         return true;
5594 }
5595
5596 bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
5597 {
5598         struct zone *zone = page_zone(page);
5599         return __count_immobile_pages(zone, page, 0);
5600 }
5601
5602 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
5603 {
5604         struct zone *zone;
5605         unsigned long flags, pfn;
5606         struct memory_isolate_notify arg;
5607         int notifier_ret;
5608         int ret = -EBUSY;
5609
5610         zone = page_zone(page);
5611
5612         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5613
5614         pfn = page_to_pfn(page);
5615         arg.start_pfn = pfn;
5616         arg.nr_pages = pageblock_nr_pages;
5617         arg.pages_found = 0;
5618
5619         /*
5620          * It may be possible to isolate a pageblock even if the
5621          * migratetype is not MIGRATE_MOVABLE. The memory isolation
5622          * notifier chain is used by balloon drivers to return the
5623          * number of pages in a range that are held by the balloon
5624          * driver to shrink memory. If all the pages are accounted for
5625          * by balloons, are free, or on the LRU, isolation can continue.
5626          * Later, for example, when memory hotplug notifier runs, these
5627          * pages reported as "can be isolated" should be isolated(freed)
5628          * by the balloon driver through the memory notifier chain.
5629          */
5630         notifier_ret = memory_isolate_notify(MEM_ISOLATE_COUNT, &arg);
5631         notifier_ret = notifier_to_errno(notifier_ret);
5632         if (notifier_ret)
5633                 goto out;
5634         /*
5635          * FIXME: Now, memory hotplug doesn't call shrink_slab() by itself.
5636          * We just check MOVABLE pages.
5637          */
5638         if (__count_immobile_pages(zone, page, arg.pages_found))
5639                 ret = 0;
5640
5641         /*
5642          * immobile means "not-on-lru" paes. If immobile is larger than
5643          * removable-by-driver pages reported by notifier, we'll fail.
5644          */
5645
5646 out:
5647         if (!ret) {
5648                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
5649                 move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
5650         }
5651
5652         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5653         if (!ret)
5654                 drain_all_pages();
5655         return ret;
5656 }
5657
5658 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
5659 {
5660         struct zone *zone;
5661         unsigned long flags;
5662         zone = page_zone(page);
5663         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5664         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
5665                 goto out;
5666         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
5667         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
5668 out:
5669         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5670 }
5671
5672 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
5673 /*
5674  * All pages in the range must be isolated before calling this.
5675  */
5676 void
5677 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
5678 {
5679         struct page *page;
5680         struct zone *zone;
5681         int order, i;
5682         unsigned long pfn;
5683         unsigned long flags;
5684         /* find the first valid pfn */
5685         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
5686                 if (pfn_valid(pfn))
5687                         break;
5688         if (pfn == end_pfn)
5689                 return;
5690         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
5691         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5692         pfn = start_pfn;
5693         while (pfn < end_pfn) {
5694                 if (!pfn_valid(pfn)) {
5695                         pfn++;
5696                         continue;
5697                 }
5698                 page = pfn_to_page(pfn);
5699                 BUG_ON(page_count(page));
5700                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
5701                 order = page_order(page);
5702 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5703                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
5704                        pfn, 1 << order, end_pfn);
5705 #endif
5706                 list_del(&page->lru);
5707                 rmv_page_order(page);
5708                 zone->free_area[order].nr_free--;
5709                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
5710                                       - (1UL << order));
5711                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
5712                         SetPageReserved((page+i));
5713                 pfn += (1 << order);
5714         }
5715         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5716 }
5717 #endif
5718
5719 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5720 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
5721 {
5722         struct zone *zone = page_zone(page);
5723         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
5724         unsigned long flags;
5725         int order;
5726
5727         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5728         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
5729                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
5730
5731                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
5732                         break;
5733         }
5734         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5735
5736         return order < MAX_ORDER;
5737 }
5738 #endif
5739
5740 static struct trace_print_flags pageflag_names[] = {
5741         {1UL << PG_locked,              "locked"        },
5742         {1UL << PG_error,               "error"         },
5743         {1UL << PG_referenced,          "referenced"    },
5744         {1UL << PG_uptodate,            "uptodate"      },
5745         {1UL << PG_dirty,               "dirty"         },
5746         {1UL << PG_lru,                 "lru"           },
5747         {1UL << PG_active,              "active"        },
5748         {1UL << PG_slab,                "slab"          },
5749         {1UL << PG_owner_priv_1,        "owner_priv_1"  },
5750         {1UL << PG_arch_1,              "arch_1"        },
5751         {1UL << PG_reserved,            "reserved"      },
5752         {1UL << PG_private,             "private"       },
5753         {1UL << PG_private_2,           "private_2"     },
5754         {1UL << PG_writeback,           "writeback"     },
5755 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
5756         {1UL << PG_head,                "head"          },
5757         {1UL << PG_tail,                "tail"          },
5758 #else
5759         {1UL << PG_compound,            "compound"      },
5760 #endif
5761         {1UL << PG_swapcache,           "swapcache"     },
5762         {1UL << PG_mappedtodisk,        "mappedtodisk"  },
5763         {1UL << PG_reclaim,             "reclaim"       },
5764         {1UL << PG_swapbacked,          "swapbacked"    },
5765         {1UL << PG_unevictable,         "unevictable"   },
5766 #ifdef CONFIG_MMU
5767         {1UL << PG_mlocked,             "mlocked"       },
5768 #endif
5769 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
5770         {1UL << PG_uncached,            "uncached"      },
5771 #endif
5772 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5773         {1UL << PG_hwpoison,            "hwpoison"      },
5774 #endif
5775         {-1UL,                          NULL            },
5776 };
5777
5778 static void dump_page_flags(unsigned long flags)
5779 {
5780         const char *delim = "";
5781         unsigned long mask;
5782         int i;
5783
5784         printk(KERN_ALERT "page flags: %#lx(", flags);
5785
5786         /* remove zone id */
5787         flags &= (1UL << NR_PAGEFLAGS) - 1;
5788
5789         for (i = 0; pageflag_names[i].name && flags; i++) {
5790
5791                 mask = pageflag_names[i].mask;
5792                 if ((flags & mask) != mask)
5793                         continue;
5794
5795                 flags &= ~mask;
5796                 printk("%s%s", delim, pageflag_names[i].name);
5797                 delim = "|";
5798         }
5799
5800         /* check for left over flags */
5801         if (flags)
5802                 printk("%s%#lx", delim, flags);
5803
5804         printk(")\n");
5805 }
5806
5807 void dump_page(struct page *page)
5808 {
5809         printk(KERN_ALERT
5810                "page:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%#lx\n",
5811                 page, atomic_read(&page->_count), page_mapcount(page),
5812                 page->mapping, page->index);
5813         dump_page_flags(page->flags);
5814         mem_cgroup_print_bad_page(page);
5815 }