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