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