mm: default to node zonelist ordering when nodes have only lowmem
[linux-2.6.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/kmemcheck.h>
27 #include <linux/module.h>
28 #include <linux/suspend.h>
29 #include <linux/pagevec.h>
30 #include <linux/blkdev.h>
31 #include <linux/slab.h>
32 #include <linux/oom.h>
33 #include <linux/notifier.h>
34 #include <linux/topology.h>
35 #include <linux/sysctl.h>
36 #include <linux/cpu.h>
37 #include <linux/cpuset.h>
38 #include <linux/memory_hotplug.h>
39 #include <linux/nodemask.h>
40 #include <linux/vmalloc.h>
41 #include <linux/mempolicy.h>
42 #include <linux/stop_machine.h>
43 #include <linux/sort.h>
44 #include <linux/pfn.h>
45 #include <linux/backing-dev.h>
46 #include <linux/fault-inject.h>
47 #include <linux/page-isolation.h>
48 #include <linux/page_cgroup.h>
49 #include <linux/debugobjects.h>
50 #include <linux/kmemleak.h>
51 #include <linux/memory.h>
52 #include <trace/events/kmem.h>
53 #include <linux/ftrace_event.h>
54
55 #include <asm/tlbflush.h>
56 #include <asm/div64.h>
57 #include "internal.h"
58
59 /*
60  * Array of node states.
61  */
62 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
63         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
64         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
65 #ifndef CONFIG_NUMA
66         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
67 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
68         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
69 #endif
70         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
71 #endif  /* NUMA */
72 };
73 EXPORT_SYMBOL(node_states);
74
75 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
76 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
77 int percpu_pagelist_fraction;
78 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
79
80 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
81 /*
82  * The following functions are used by the suspend/hibernate code to temporarily
83  * change gfp_allowed_mask in order to avoid using I/O during memory allocations
84  * while devices are suspended.  To avoid races with the suspend/hibernate code,
85  * they should always be called with pm_mutex held (gfp_allowed_mask also should
86  * only be modified with pm_mutex held, unless the suspend/hibernate code is
87  * guaranteed not to run in parallel with that modification).
88  */
89 void set_gfp_allowed_mask(gfp_t mask)
90 {
91         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
92         gfp_allowed_mask = mask;
93 }
94
95 gfp_t clear_gfp_allowed_mask(gfp_t mask)
96 {
97         gfp_t ret = gfp_allowed_mask;
98
99         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
100         gfp_allowed_mask &= ~mask;
101         return ret;
102 }
103 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
104
105 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
106 int pageblock_order __read_mostly;
107 #endif
108
109 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
110
111 /*
112  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
113  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
114  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
115  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
116  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
117  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
118  *
119  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
120  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
121  */
122 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
123 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
124          256,
125 #endif
126 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
127          256,
128 #endif
129 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
130          32,
131 #endif
132          32,
133 };
134
135 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
136
137 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
138 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
139          "DMA",
140 #endif
141 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
142          "DMA32",
143 #endif
144          "Normal",
145 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
146          "HighMem",
147 #endif
148          "Movable",
149 };
150
151 int min_free_kbytes = 1024;
152
153 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
154 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
155 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
156
157 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
158   /*
159    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
160    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
161    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
162    * so the number of times add_active_range() can be called is
163    * related to the number of nodes and the number of holes
164    */
165   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
166     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
167     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
168   #else
169     #if MAX_NUMNODES >= 32
170       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
171       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
172     #else
173       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
174       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
175     #endif
176   #endif
177
178   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
179   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
180   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
181   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
182   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
183   static unsigned long __initdata required_movablecore;
184   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
185
186   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
187   int movable_zone;
188   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
189 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
190
191 #if MAX_NUMNODES > 1
192 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
193 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
194 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
195 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
196 #endif
197
198 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
199
200 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
201 {
202
203         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
204                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
205
206         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
207                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
208 }
209
210 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
211
212 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
213 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
214 {
215         int ret = 0;
216         unsigned seq;
217         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
218
219         do {
220                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
221                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
222                         ret = 1;
223                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
224                         ret = 1;
225         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
226
227         return ret;
228 }
229
230 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
231 {
232         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
233                 return 0;
234         if (zone != page_zone(page))
235                 return 0;
236
237         return 1;
238 }
239 /*
240  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
241  */
242 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
243 {
244         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
245                 return 1;
246         if (!page_is_consistent(zone, page))
247                 return 1;
248
249         return 0;
250 }
251 #else
252 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
253 {
254         return 0;
255 }
256 #endif
257
258 static void bad_page(struct page *page)
259 {
260         static unsigned long resume;
261         static unsigned long nr_shown;
262         static unsigned long nr_unshown;
263
264         /* Don't complain about poisoned pages */
265         if (PageHWPoison(page)) {
266                 __ClearPageBuddy(page);
267                 return;
268         }
269
270         /*
271          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
272          * or allow a steady drip of one report per second.
273          */
274         if (nr_shown == 60) {
275                 if (time_before(jiffies, resume)) {
276                         nr_unshown++;
277                         goto out;
278                 }
279                 if (nr_unshown) {
280                         printk(KERN_ALERT
281                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
282                                 nr_unshown);
283                         nr_unshown = 0;
284                 }
285                 nr_shown = 0;
286         }
287         if (nr_shown++ == 0)
288                 resume = jiffies + 60 * HZ;
289
290         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
291                 current->comm, page_to_pfn(page));
292         dump_page(page);
293
294         dump_stack();
295 out:
296         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
297         __ClearPageBuddy(page);
298         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
299 }
300
301 /*
302  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
303  *
304  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
305  *
306  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
307  *
308  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
309  * the head page (even the head page has this).
310  *
311  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
312  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
313  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
314  */
315
316 static void free_compound_page(struct page *page)
317 {
318         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
319 }
320
321 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
322 {
323         int i;
324         int nr_pages = 1 << order;
325
326         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
327         set_compound_order(page, order);
328         __SetPageHead(page);
329         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
330                 struct page *p = page + i;
331
332                 __SetPageTail(p);
333                 p->first_page = page;
334         }
335 }
336
337 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
338 {
339         int i;
340         int nr_pages = 1 << order;
341         int bad = 0;
342
343         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
344             unlikely(!PageHead(page))) {
345                 bad_page(page);
346                 bad++;
347         }
348
349         __ClearPageHead(page);
350
351         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
352                 struct page *p = page + i;
353
354                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
355                         bad_page(page);
356                         bad++;
357                 }
358                 __ClearPageTail(p);
359         }
360
361         return bad;
362 }
363
364 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
365 {
366         int i;
367
368         /*
369          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
370          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
371          */
372         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
373         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
374                 clear_highpage(page + i);
375 }
376
377 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
378 {
379         set_page_private(page, order);
380         __SetPageBuddy(page);
381 }
382
383 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
384 {
385         __ClearPageBuddy(page);
386         set_page_private(page, 0);
387 }
388
389 /*
390  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
391  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
392  *
393  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
394  * the following equation:
395  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
396  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
397  * 1 buddy is #10:
398  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
399  *
400  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
401  * satisfies the following equation:
402  *     P = B & ~(1 << O)
403  *
404  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
405  */
406 static inline struct page *
407 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
408 {
409         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
410
411         return page + (buddy_idx - page_idx);
412 }
413
414 static inline unsigned long
415 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
416 {
417         return (page_idx & ~(1 << order));
418 }
419
420 /*
421  * This function checks whether a page is free && is the buddy
422  * we can do coalesce a page and its buddy if
423  * (a) the buddy is not in a hole &&
424  * (b) the buddy is in the buddy system &&
425  * (c) a page and its buddy have the same order &&
426  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
427  *
428  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
429  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
430  *
431  * For recording page's order, we use page_private(page).
432  */
433 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
434                                                                 int order)
435 {
436         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
437                 return 0;
438
439         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
440                 return 0;
441
442         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
443                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
444                 return 1;
445         }
446         return 0;
447 }
448
449 /*
450  * Freeing function for a buddy system allocator.
451  *
452  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
453  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
454  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
455  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
456  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
457  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
458  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
459  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
460  * parts of the VM system.
461  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
462  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
463  * order is recorded in page_private(page) field.
464  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
465  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
466  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
467  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
468  * triggers coalescing into a block of larger size.            
469  *
470  * -- wli
471  */
472
473 static inline void __free_one_page(struct page *page,
474                 struct zone *zone, unsigned int order,
475                 int migratetype)
476 {
477         unsigned long page_idx;
478         unsigned long combined_idx;
479         struct page *buddy;
480
481         if (unlikely(PageCompound(page)))
482                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
483                         return;
484
485         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
486
487         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
488
489         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
490         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
491
492         while (order < MAX_ORDER-1) {
493                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
494                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
495                         break;
496
497                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
498                 list_del(&buddy->lru);
499                 zone->free_area[order].nr_free--;
500                 rmv_page_order(buddy);
501                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
502                 page = page + (combined_idx - page_idx);
503                 page_idx = combined_idx;
504                 order++;
505         }
506         set_page_order(page, order);
507
508         /*
509          * If this is not the largest possible page, check if the buddy
510          * of the next-highest order is free. If it is, it's possible
511          * that pages are being freed that will coalesce soon. In case,
512          * that is happening, add the free page to the tail of the list
513          * so it's less likely to be used soon and more likely to be merged
514          * as a higher order page
515          */
516         if ((order < MAX_ORDER-1) && pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy))) {
517                 struct page *higher_page, *higher_buddy;
518                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
519                 higher_page = page + combined_idx - page_idx;
520                 higher_buddy = __page_find_buddy(higher_page, combined_idx, order + 1);
521                 if (page_is_buddy(higher_page, higher_buddy, order + 1)) {
522                         list_add_tail(&page->lru,
523                                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
524                         goto out;
525                 }
526         }
527
528         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
529 out:
530         zone->free_area[order].nr_free++;
531 }
532
533 /*
534  * free_page_mlock() -- clean up attempts to free and mlocked() page.
535  * Page should not be on lru, so no need to fix that up.
536  * free_pages_check() will verify...
537  */
538 static inline void free_page_mlock(struct page *page)
539 {
540         __dec_zone_page_state(page, NR_MLOCK);
541         __count_vm_event(UNEVICTABLE_MLOCKFREED);
542 }
543
544 static inline int free_pages_check(struct page *page)
545 {
546         if (unlikely(page_mapcount(page) |
547                 (page->mapping != NULL)  |
548                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
549                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE))) {
550                 bad_page(page);
551                 return 1;
552         }
553         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
554                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
555         return 0;
556 }
557
558 /*
559  * Frees a number of pages from the PCP lists
560  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
561  * count is the number of pages to free.
562  *
563  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
564  * see if this freeing clears that state.
565  *
566  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
567  * pinned" detection logic.
568  */
569 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
570                                         struct per_cpu_pages *pcp)
571 {
572         int migratetype = 0;
573         int batch_free = 0;
574
575         spin_lock(&zone->lock);
576         zone->all_unreclaimable = 0;
577         zone->pages_scanned = 0;
578
579         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, count);
580         while (count) {
581                 struct page *page;
582                 struct list_head *list;
583
584                 /*
585                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
586                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
587                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
588                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
589                  * lists
590                  */
591                 do {
592                         batch_free++;
593                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
594                                 migratetype = 0;
595                         list = &pcp->lists[migratetype];
596                 } while (list_empty(list));
597
598                 do {
599                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
600                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
601                         list_del(&page->lru);
602                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
603                         __free_one_page(page, zone, 0, page_private(page));
604                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, page_private(page));
605                 } while (--count && --batch_free && !list_empty(list));
606         }
607         spin_unlock(&zone->lock);
608 }
609
610 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
611                                 int migratetype)
612 {
613         spin_lock(&zone->lock);
614         zone->all_unreclaimable = 0;
615         zone->pages_scanned = 0;
616
617         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1 << order);
618         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
619         spin_unlock(&zone->lock);
620 }
621
622 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
623 {
624         unsigned long flags;
625         int i;
626         int bad = 0;
627         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
628
629         trace_mm_page_free_direct(page, order);
630         kmemcheck_free_shadow(page, order);
631
632         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
633                 bad += free_pages_check(page + i);
634         if (bad)
635                 return;
636
637         if (!PageHighMem(page)) {
638                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
639                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
640                                            PAGE_SIZE << order);
641         }
642         arch_free_page(page, order);
643         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
644
645         local_irq_save(flags);
646         if (unlikely(wasMlocked))
647                 free_page_mlock(page);
648         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
649         free_one_page(page_zone(page), page, order,
650                                         get_pageblock_migratetype(page));
651         local_irq_restore(flags);
652 }
653
654 /*
655  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
656  */
657 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
658 {
659         if (order == 0) {
660                 __ClearPageReserved(page);
661                 set_page_count(page, 0);
662                 set_page_refcounted(page);
663                 __free_page(page);
664         } else {
665                 int loop;
666
667                 prefetchw(page);
668                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
669                         struct page *p = &page[loop];
670
671                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
672                                 prefetchw(p + 1);
673                         __ClearPageReserved(p);
674                         set_page_count(p, 0);
675                 }
676
677                 set_page_refcounted(page);
678                 __free_pages(page, order);
679         }
680 }
681
682
683 /*
684  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
685  * Please do not alter this order without good reasons and regression
686  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
687  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
688  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
689  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
690  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
691  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
692  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
693  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
694  *
695  * -- wli
696  */
697 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
698         int low, int high, struct free_area *area,
699         int migratetype)
700 {
701         unsigned long size = 1 << high;
702
703         while (high > low) {
704                 area--;
705                 high--;
706                 size >>= 1;
707                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
708                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
709                 area->nr_free++;
710                 set_page_order(&page[size], high);
711         }
712 }
713
714 /*
715  * This page is about to be returned from the page allocator
716  */
717 static inline int check_new_page(struct page *page)
718 {
719         if (unlikely(page_mapcount(page) |
720                 (page->mapping != NULL)  |
721                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
722                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP))) {
723                 bad_page(page);
724                 return 1;
725         }
726         return 0;
727 }
728
729 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
730 {
731         int i;
732
733         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
734                 struct page *p = page + i;
735                 if (unlikely(check_new_page(p)))
736                         return 1;
737         }
738
739         set_page_private(page, 0);
740         set_page_refcounted(page);
741
742         arch_alloc_page(page, order);
743         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
744
745         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
746                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
747
748         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
749                 prep_compound_page(page, order);
750
751         return 0;
752 }
753
754 /*
755  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
756  * the smallest available page from the freelists
757  */
758 static inline
759 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
760                                                 int migratetype)
761 {
762         unsigned int current_order;
763         struct free_area * area;
764         struct page *page;
765
766         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
767         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
768                 area = &(zone->free_area[current_order]);
769                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
770                         continue;
771
772                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
773                                                         struct page, lru);
774                 list_del(&page->lru);
775                 rmv_page_order(page);
776                 area->nr_free--;
777                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
778                 return page;
779         }
780
781         return NULL;
782 }
783
784
785 /*
786  * This array describes the order lists are fallen back to when
787  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
788  */
789 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
790         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
791         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
792         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
793         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
794 };
795
796 /*
797  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
798  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
799  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
800  */
801 static int move_freepages(struct zone *zone,
802                           struct page *start_page, struct page *end_page,
803                           int migratetype)
804 {
805         struct page *page;
806         unsigned long order;
807         int pages_moved = 0;
808
809 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
810         /*
811          * page_zone is not safe to call in this context when
812          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
813          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
814          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
815          * grouping pages by mobility
816          */
817         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
818 #endif
819
820         for (page = start_page; page <= end_page;) {
821                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
822                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
823
824                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
825                         page++;
826                         continue;
827                 }
828
829                 if (!PageBuddy(page)) {
830                         page++;
831                         continue;
832                 }
833
834                 order = page_order(page);
835                 list_del(&page->lru);
836                 list_add(&page->lru,
837                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
838                 page += 1 << order;
839                 pages_moved += 1 << order;
840         }
841
842         return pages_moved;
843 }
844
845 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
846                                 int migratetype)
847 {
848         unsigned long start_pfn, end_pfn;
849         struct page *start_page, *end_page;
850
851         start_pfn = page_to_pfn(page);
852         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
853         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
854         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
855         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
856
857         /* Do not cross zone boundaries */
858         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
859                 start_page = page;
860         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
861                 return 0;
862
863         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
864 }
865
866 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
867                                         int start_order, int migratetype)
868 {
869         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
870
871         while (nr_pageblocks--) {
872                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
873                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
874         }
875 }
876
877 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
878 static inline struct page *
879 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
880 {
881         struct free_area * area;
882         int current_order;
883         struct page *page;
884         int migratetype, i;
885
886         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
887         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
888                                                 --current_order) {
889                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
890                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
891
892                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
893                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
894                                 continue;
895
896                         area = &(zone->free_area[current_order]);
897                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
898                                 continue;
899
900                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
901                                         struct page, lru);
902                         area->nr_free--;
903
904                         /*
905                          * If breaking a large block of pages, move all free
906                          * pages to the preferred allocation list. If falling
907                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
908                          * agressive about taking ownership of free pages
909                          */
910                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
911                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
912                                         page_group_by_mobility_disabled) {
913                                 unsigned long pages;
914                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
915                                                                 start_migratetype);
916
917                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
918                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
919                                                 page_group_by_mobility_disabled)
920                                         set_pageblock_migratetype(page,
921                                                                 start_migratetype);
922
923                                 migratetype = start_migratetype;
924                         }
925
926                         /* Remove the page from the freelists */
927                         list_del(&page->lru);
928                         rmv_page_order(page);
929
930                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
931                         if (current_order >= pageblock_order)
932                                 change_pageblock_range(page, current_order,
933                                                         start_migratetype);
934
935                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
936
937                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
938                                 start_migratetype, migratetype);
939
940                         return page;
941                 }
942         }
943
944         return NULL;
945 }
946
947 /*
948  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
949  * Call me with the zone->lock already held.
950  */
951 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
952                                                 int migratetype)
953 {
954         struct page *page;
955
956 retry_reserve:
957         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
958
959         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
960                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
961
962                 /*
963                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
964                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
965                  * and we want just one call site
966                  */
967                 if (!page) {
968                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
969                         goto retry_reserve;
970                 }
971         }
972
973         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
974         return page;
975 }
976
977 /* 
978  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
979  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
980  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
981  */
982 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
983                         unsigned long count, struct list_head *list,
984                         int migratetype, int cold)
985 {
986         int i;
987         
988         spin_lock(&zone->lock);
989         for (i = 0; i < count; ++i) {
990                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
991                 if (unlikely(page == NULL))
992                         break;
993
994                 /*
995                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
996                  * in physical page order. The page is added to the callers and
997                  * list and the list head then moves forward. From the callers
998                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
999                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
1000                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
1001                  * properly.
1002                  */
1003                 if (likely(cold == 0))
1004                         list_add(&page->lru, list);
1005                 else
1006                         list_add_tail(&page->lru, list);
1007                 set_page_private(page, migratetype);
1008                 list = &page->lru;
1009         }
1010         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
1011         spin_unlock(&zone->lock);
1012         return i;
1013 }
1014
1015 #ifdef CONFIG_NUMA
1016 /*
1017  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
1018  * currently executing processor on remote nodes after they have
1019  * expired.
1020  *
1021  * Note that this function must be called with the thread pinned to
1022  * a single processor.
1023  */
1024 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
1025 {
1026         unsigned long flags;
1027         int to_drain;
1028
1029         local_irq_save(flags);
1030         if (pcp->count >= pcp->batch)
1031                 to_drain = pcp->batch;
1032         else
1033                 to_drain = pcp->count;
1034         free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
1035         pcp->count -= to_drain;
1036         local_irq_restore(flags);
1037 }
1038 #endif
1039
1040 /*
1041  * Drain pages of the indicated processor.
1042  *
1043  * The processor must either be the current processor and the
1044  * thread pinned to the current processor or a processor that
1045  * is not online.
1046  */
1047 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1048 {
1049         unsigned long flags;
1050         struct zone *zone;
1051
1052         for_each_populated_zone(zone) {
1053                 struct per_cpu_pageset *pset;
1054                 struct per_cpu_pages *pcp;
1055
1056                 local_irq_save(flags);
1057                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1058
1059                 pcp = &pset->pcp;
1060                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1061                 pcp->count = 0;
1062                 local_irq_restore(flags);
1063         }
1064 }
1065
1066 /*
1067  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1068  */
1069 void drain_local_pages(void *arg)
1070 {
1071         drain_pages(smp_processor_id());
1072 }
1073
1074 /*
1075  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
1076  */
1077 void drain_all_pages(void)
1078 {
1079         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
1080 }
1081
1082 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1083
1084 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1085 {
1086         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1087         unsigned long flags;
1088         int order, t;
1089         struct list_head *curr;
1090
1091         if (!zone->spanned_pages)
1092                 return;
1093
1094         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1095
1096         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
1097         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1098                 if (pfn_valid(pfn)) {
1099                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1100
1101                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1102                                 swsusp_unset_page_free(page);
1103                 }
1104
1105         for_each_migratetype_order(order, t) {
1106                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1107                         unsigned long i;
1108
1109                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1110                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1111                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1112                 }
1113         }
1114         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1115 }
1116 #endif /* CONFIG_PM */
1117
1118 /*
1119  * Free a 0-order page
1120  * cold == 1 ? free a cold page : free a hot page
1121  */
1122 void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1123 {
1124         struct zone *zone = page_zone(page);
1125         struct per_cpu_pages *pcp;
1126         unsigned long flags;
1127         int migratetype;
1128         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
1129
1130         trace_mm_page_free_direct(page, 0);
1131         kmemcheck_free_shadow(page, 0);
1132
1133         if (PageAnon(page))
1134                 page->mapping = NULL;
1135         if (free_pages_check(page))
1136                 return;
1137
1138         if (!PageHighMem(page)) {
1139                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1140                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1141         }
1142         arch_free_page(page, 0);
1143         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1144
1145         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1146         set_page_private(page, migratetype);
1147         local_irq_save(flags);
1148         if (unlikely(wasMlocked))
1149                 free_page_mlock(page);
1150         __count_vm_event(PGFREE);
1151
1152         /*
1153          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1154          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1155          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1156          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1157          * excessively into the page allocator
1158          */
1159         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1160                 if (unlikely(migratetype == MIGRATE_ISOLATE)) {
1161                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1162                         goto out;
1163                 }
1164                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1165         }
1166
1167         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1168         if (cold)
1169                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1170         else
1171                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1172         pcp->count++;
1173         if (pcp->count >= pcp->high) {
1174                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->batch, pcp);
1175                 pcp->count -= pcp->batch;
1176         }
1177
1178 out:
1179         local_irq_restore(flags);
1180 }
1181
1182 /*
1183  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1184  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1185  * Each sub-page must be freed individually.
1186  *
1187  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1188  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1189  */
1190 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1191 {
1192         int i;
1193
1194         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1195         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1196
1197 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1198         /*
1199          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1200          * otherwise free the whole shadow.
1201          */
1202         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1203                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1204 #endif
1205
1206         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1207                 set_page_refcounted(page + i);
1208 }
1209
1210 /*
1211  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1212  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1213  * or two.
1214  */
1215 static inline
1216 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1217                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1218                         int migratetype)
1219 {
1220         unsigned long flags;
1221         struct page *page;
1222         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1223
1224 again:
1225         if (likely(order == 0)) {
1226                 struct per_cpu_pages *pcp;
1227                 struct list_head *list;
1228
1229                 local_irq_save(flags);
1230                 pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1231                 list = &pcp->lists[migratetype];
1232                 if (list_empty(list)) {
1233                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1234                                         pcp->batch, list,
1235                                         migratetype, cold);
1236                         if (unlikely(list_empty(list)))
1237                                 goto failed;
1238                 }
1239
1240                 if (cold)
1241                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1242                 else
1243                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1244
1245                 list_del(&page->lru);
1246                 pcp->count--;
1247         } else {
1248                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1249                         /*
1250                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1251                          *
1252                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1253                          * properly detect and handle allocation failures.
1254                          *
1255                          * We most definitely don't want callers attempting to
1256                          * allocate greater than order-1 page units with
1257                          * __GFP_NOFAIL.
1258                          */
1259                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1260                 }
1261                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1262                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1263                 spin_unlock(&zone->lock);
1264                 if (!page)
1265                         goto failed;
1266                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << order));
1267         }
1268
1269         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1270         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1271         local_irq_restore(flags);
1272
1273         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1274         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1275                 goto again;
1276         return page;
1277
1278 failed:
1279         local_irq_restore(flags);
1280         return NULL;
1281 }
1282
1283 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1284 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1285 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1286 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1287 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1288
1289 /* Mask to get the watermark bits */
1290 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1291
1292 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1293 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1294 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1295
1296 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1297
1298 static struct fail_page_alloc_attr {
1299         struct fault_attr attr;
1300
1301         u32 ignore_gfp_highmem;
1302         u32 ignore_gfp_wait;
1303         u32 min_order;
1304
1305 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1306
1307         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1308         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1309         struct dentry *min_order_file;
1310
1311 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1312
1313 } fail_page_alloc = {
1314         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1315         .ignore_gfp_wait = 1,
1316         .ignore_gfp_highmem = 1,
1317         .min_order = 1,
1318 };
1319
1320 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1321 {
1322         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1323 }
1324 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1325
1326 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1327 {
1328         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1329                 return 0;
1330         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1331                 return 0;
1332         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1333                 return 0;
1334         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1335                 return 0;
1336
1337         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1338 }
1339
1340 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1341
1342 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1343 {
1344         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1345         struct dentry *dir;
1346         int err;
1347
1348         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1349                                        "fail_page_alloc");
1350         if (err)
1351                 return err;
1352         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1353
1354         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1355                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1356                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1357
1358         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1359                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1360                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1361         fail_page_alloc.min_order_file =
1362                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1363                                    &fail_page_alloc.min_order);
1364
1365         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1366             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1367             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1368                 err = -ENOMEM;
1369                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1370                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1371                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1372                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1373         }
1374
1375         return err;
1376 }
1377
1378 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1379
1380 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1381
1382 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1383
1384 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1385 {
1386         return 0;
1387 }
1388
1389 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1390
1391 /*
1392  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1393  * of the allocation.
1394  */
1395 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1396                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1397 {
1398         /* free_pages my go negative - that's OK */
1399         long min = mark;
1400         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1401         int o;
1402
1403         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1404                 min -= min / 2;
1405         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1406                 min -= min / 4;
1407
1408         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1409                 return 0;
1410         for (o = 0; o < order; o++) {
1411                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1412                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1413
1414                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1415                 min >>= 1;
1416
1417                 if (free_pages <= min)
1418                         return 0;
1419         }
1420         return 1;
1421 }
1422
1423 #ifdef CONFIG_NUMA
1424 /*
1425  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1426  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1427  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1428  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1429  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1430  *
1431  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1432  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1433  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1434  *
1435  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1436  * nothing and returns NULL.
1437  *
1438  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1439  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1440  *
1441  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1442  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1443  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1444  * quickly as we can.
1445  */
1446 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1447 {
1448         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1449         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1450
1451         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1452         if (!zlc)
1453                 return NULL;
1454
1455         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1456                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1457                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1458         }
1459
1460         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1461                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1462                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1463         return allowednodes;
1464 }
1465
1466 /*
1467  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1468  * if it is worth looking at further for free memory:
1469  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1470  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1471  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1472  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1473  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1474  * else return false (zero) if it is not.
1475  *
1476  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1477  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1478  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1479  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1480  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1481  * into the second scan of the zonelist.
1482  *
1483  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1484  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1485  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1486  * unturned looking for a free page.
1487  */
1488 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1489                                                 nodemask_t *allowednodes)
1490 {
1491         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1492         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1493         int n;                          /* node that zone *z is on */
1494
1495         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1496         if (!zlc)
1497                 return 1;
1498
1499         i = z - zonelist->_zonerefs;
1500         n = zlc->z_to_n[i];
1501
1502         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1503         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1504 }
1505
1506 /*
1507  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1508  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1509  * from that zone don't waste time re-examining it.
1510  */
1511 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1512 {
1513         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1514         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1515
1516         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1517         if (!zlc)
1518                 return;
1519
1520         i = z - zonelist->_zonerefs;
1521
1522         set_bit(i, zlc->fullzones);
1523 }
1524
1525 #else   /* CONFIG_NUMA */
1526
1527 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1528 {
1529         return NULL;
1530 }
1531
1532 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1533                                 nodemask_t *allowednodes)
1534 {
1535         return 1;
1536 }
1537
1538 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1539 {
1540 }
1541 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1542
1543 /*
1544  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1545  * a page.
1546  */
1547 static struct page *
1548 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1549                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1550                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1551 {
1552         struct zoneref *z;
1553         struct page *page = NULL;
1554         int classzone_idx;
1555         struct zone *zone;
1556         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1557         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1558         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1559
1560         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1561 zonelist_scan:
1562         /*
1563          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1564          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1565          */
1566         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1567                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1568                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1569                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1570                                 continue;
1571                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1572                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1573                                 goto try_next_zone;
1574
1575                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1576                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1577                         unsigned long mark;
1578                         int ret;
1579
1580                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1581                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1582                                     classzone_idx, alloc_flags))
1583                                 goto try_this_zone;
1584
1585                         if (zone_reclaim_mode == 0)
1586                                 goto this_zone_full;
1587
1588                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1589                         switch (ret) {
1590                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1591                                 /* did not scan */
1592                                 goto try_next_zone;
1593                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1594                                 /* scanned but unreclaimable */
1595                                 goto this_zone_full;
1596                         default:
1597                                 /* did we reclaim enough */
1598                                 if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1599                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1600                                         goto this_zone_full;
1601                         }
1602                 }
1603
1604 try_this_zone:
1605                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1606                                                 gfp_mask, migratetype);
1607                 if (page)
1608                         break;
1609 this_zone_full:
1610                 if (NUMA_BUILD)
1611                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1612 try_next_zone:
1613                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1614                         /*
1615                          * we do zlc_setup after the first zone is tried but only
1616                          * if there are multiple nodes make it worthwhile
1617                          */
1618                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1619                         zlc_active = 1;
1620                         did_zlc_setup = 1;
1621                 }
1622         }
1623
1624         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1625                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1626                 zlc_active = 0;
1627                 goto zonelist_scan;
1628         }
1629         return page;
1630 }
1631
1632 static inline int
1633 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1634                                 unsigned long pages_reclaimed)
1635 {
1636         /* Do not loop if specifically requested */
1637         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1638                 return 0;
1639
1640         /*
1641          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1642          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1643          * implementations.
1644          */
1645         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1646                 return 1;
1647
1648         /*
1649          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1650          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1651          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1652          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1653          * allocation still fails, we stop retrying.
1654          */
1655         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1656                 return 1;
1657
1658         /*
1659          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1660          * explicitly requests that.
1661          */
1662         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1663                 return 1;
1664
1665         return 0;
1666 }
1667
1668 static inline struct page *
1669 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1670         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1671         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1672         int migratetype)
1673 {
1674         struct page *page;
1675
1676         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1677         if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1678                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1679                 return NULL;
1680         }
1681
1682         /*
1683          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1684          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1685          * we're still under heavy pressure.
1686          */
1687         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1688                 order, zonelist, high_zoneidx,
1689                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1690                 preferred_zone, migratetype);
1691         if (page)
1692                 goto out;
1693
1694         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
1695                 /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1696                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1697                         goto out;
1698                 /*
1699                  * GFP_THISNODE contains __GFP_NORETRY and we never hit this.
1700                  * Sanity check for bare calls of __GFP_THISNODE, not real OOM.
1701                  * The caller should handle page allocation failure by itself if
1702                  * it specifies __GFP_THISNODE.
1703                  * Note: Hugepage uses it but will hit PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER.
1704                  */
1705                 if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
1706                         goto out;
1707         }
1708         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1709         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order, nodemask);
1710
1711 out:
1712         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1713         return page;
1714 }
1715
1716 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1717 static inline struct page *
1718 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1719         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1720         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1721         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
1722 {
1723         struct page *page = NULL;
1724         struct reclaim_state reclaim_state;
1725         struct task_struct *p = current;
1726
1727         cond_resched();
1728
1729         /* We now go into synchronous reclaim */
1730         cpuset_memory_pressure_bump();
1731         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1732         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1733         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1734         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1735
1736         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1737
1738         p->reclaim_state = NULL;
1739         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1740         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1741
1742         cond_resched();
1743
1744         if (order != 0)
1745                 drain_all_pages();
1746
1747         if (likely(*did_some_progress))
1748                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1749                                         zonelist, high_zoneidx,
1750                                         alloc_flags, preferred_zone,
1751                                         migratetype);
1752         return page;
1753 }
1754
1755 /*
1756  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
1757  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
1758  */
1759 static inline struct page *
1760 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1761         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1762         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1763         int migratetype)
1764 {
1765         struct page *page;
1766
1767         do {
1768                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1769                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
1770                         preferred_zone, migratetype);
1771
1772                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1773                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
1774         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
1775
1776         return page;
1777 }
1778
1779 static inline
1780 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
1781                                                 enum zone_type high_zoneidx)
1782 {
1783         struct zoneref *z;
1784         struct zone *zone;
1785
1786         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1787                 wakeup_kswapd(zone, order);
1788 }
1789
1790 static inline int
1791 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
1792 {
1793         struct task_struct *p = current;
1794         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
1795         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1796
1797         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
1798         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != ALLOC_HIGH);
1799
1800         /*
1801          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1802          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1803          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1804          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1805          */
1806         alloc_flags |= (gfp_mask & __GFP_HIGH);
1807
1808         if (!wait) {
1809                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1810                 /*
1811                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1812                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1813                  */
1814                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
1815         } else if (unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt())
1816                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1817
1818         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
1819                 if (!in_interrupt() &&
1820                     ((p->flags & PF_MEMALLOC) ||
1821                      unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
1822                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
1823         }
1824
1825         return alloc_flags;
1826 }
1827
1828 static inline struct page *
1829 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1830         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1831         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1832         int migratetype)
1833 {
1834         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1835         struct page *page = NULL;
1836         int alloc_flags;
1837         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1838         unsigned long did_some_progress;
1839         struct task_struct *p = current;
1840
1841         /*
1842          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
1843          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
1844          * be using allocators in order of preference for an area that is
1845          * too large.
1846          */
1847         if (order >= MAX_ORDER) {
1848                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
1849                 return NULL;
1850         }
1851
1852         /*
1853          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1854          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1855          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1856          * using a larger set of nodes after it has established that the
1857          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1858          * over allocated.
1859          */
1860         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1861                 goto nopage;
1862
1863 restart:
1864         wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx);
1865
1866         /*
1867          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1868          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1869          * to how we want to proceed.
1870          */
1871         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
1872
1873         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
1874         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1875                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
1876                         preferred_zone, migratetype);
1877         if (page)
1878                 goto got_pg;
1879
1880 rebalance:
1881         /* Allocate without watermarks if the context allows */
1882         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
1883                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
1884                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1885                                 preferred_zone, migratetype);
1886                 if (page)
1887                         goto got_pg;
1888         }
1889
1890         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1891         if (!wait)
1892                 goto nopage;
1893
1894         /* Avoid recursion of direct reclaim */
1895         if (p->flags & PF_MEMALLOC)
1896                 goto nopage;
1897
1898         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
1899         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
1900                 goto nopage;
1901
1902         /* Try direct reclaim and then allocating */
1903         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
1904                                         zonelist, high_zoneidx,
1905                                         nodemask,
1906                                         alloc_flags, preferred_zone,
1907                                         migratetype, &did_some_progress);
1908         if (page)
1909                 goto got_pg;
1910
1911         /*
1912          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
1913          * running out of options and have to consider going OOM
1914          */
1915         if (!did_some_progress) {
1916                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1917                         if (oom_killer_disabled)
1918                                 goto nopage;
1919                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
1920                                         zonelist, high_zoneidx,
1921                                         nodemask, preferred_zone,
1922                                         migratetype);
1923                         if (page)
1924                                 goto got_pg;
1925
1926                         /*
1927                          * The OOM killer does not trigger for high-order
1928                          * ~__GFP_NOFAIL allocations so if no progress is being
1929                          * made, there are no other options and retrying is
1930                          * unlikely to help.
1931                          */
1932                         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
1933                                                 !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
1934                                 goto nopage;
1935
1936                         goto restart;
1937                 }
1938         }
1939
1940         /* Check if we should retry the allocation */
1941         pages_reclaimed += did_some_progress;
1942         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
1943                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
1944                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
1945                 goto rebalance;
1946         }
1947
1948 nopage:
1949         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1950                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1951                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1952                         p->comm, order, gfp_mask);
1953                 dump_stack();
1954                 show_mem();
1955         }
1956         return page;
1957 got_pg:
1958         if (kmemcheck_enabled)
1959                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
1960         return page;
1961
1962 }
1963
1964 /*
1965  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1966  */
1967 struct page *
1968 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1969                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1970 {
1971         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1972         struct zone *preferred_zone;
1973         struct page *page;
1974         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
1975
1976         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
1977
1978         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
1979
1980         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
1981
1982         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1983                 return NULL;
1984
1985         /*
1986          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
1987          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
1988          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
1989          */
1990         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
1991                 return NULL;
1992
1993         get_mems_allowed();
1994         /* The preferred zone is used for statistics later */
1995         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask, &preferred_zone);
1996         if (!preferred_zone) {
1997                 put_mems_allowed();
1998                 return NULL;
1999         }
2000
2001         /* First allocation attempt */
2002         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
2003                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
2004                         preferred_zone, migratetype);
2005         if (unlikely(!page))
2006                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
2007                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2008                                 preferred_zone, migratetype);
2009         put_mems_allowed();
2010
2011         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
2012         return page;
2013 }
2014 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
2015
2016 /*
2017  * Common helper functions.
2018  */
2019 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2020 {
2021         struct page *page;
2022
2023         /*
2024          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
2025          * a highmem page
2026          */
2027         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
2028
2029         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
2030         if (!page)
2031                 return 0;
2032         return (unsigned long) page_address(page);
2033 }
2034 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2035
2036 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2037 {
2038         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2039 }
2040 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2041
2042 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
2043 {
2044         int i = pagevec_count(pvec);
2045
2046         while (--i >= 0) {
2047                 trace_mm_pagevec_free(pvec->pages[i], pvec->cold);
2048                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
2049         }
2050 }
2051
2052 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2053 {
2054         if (put_page_testzero(page)) {
2055                 if (order == 0)
2056                         free_hot_cold_page(page, 0);
2057                 else
2058                         __free_pages_ok(page, order);
2059         }
2060 }
2061
2062 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2063
2064 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2065 {
2066         if (addr != 0) {
2067                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2068                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2069         }
2070 }
2071
2072 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2073
2074 /**
2075  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2076  * @size: the number of bytes to allocate
2077  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2078  *
2079  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2080  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2081  * allocate memory in power-of-two pages.
2082  *
2083  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2084  *
2085  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2086  */
2087 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2088 {
2089         unsigned int order = get_order(size);
2090         unsigned long addr;
2091
2092         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2093         if (addr) {
2094                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2095                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2096
2097                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2098                 while (used < alloc_end) {
2099                         free_page(used);
2100                         used += PAGE_SIZE;
2101                 }
2102         }
2103
2104         return (void *)addr;
2105 }
2106 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2107
2108 /**
2109  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2110  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2111  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2112  *
2113  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2114  */
2115 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2116 {
2117         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2118         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2119
2120         while (addr < end) {
2121                 free_page(addr);
2122                 addr += PAGE_SIZE;
2123         }
2124 }
2125 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2126
2127 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
2128 {
2129         struct zoneref *z;
2130         struct zone *zone;
2131
2132         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2133         unsigned int sum = 0;
2134
2135         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2136
2137         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2138                 unsigned long size = zone->present_pages;
2139                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2140                 if (size > high)
2141                         sum += size - high;
2142         }
2143
2144         return sum;
2145 }
2146
2147 /*
2148  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
2149  */
2150 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
2151 {
2152         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2153 }
2154 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2155
2156 /*
2157  * Amount of free RAM allocatable within all zones
2158  */
2159 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
2160 {
2161         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2162 }
2163
2164 static inline void show_node(struct zone *zone)
2165 {
2166         if (NUMA_BUILD)
2167                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2168 }
2169
2170 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2171 {
2172         val->totalram = totalram_pages;
2173         val->sharedram = 0;
2174         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2175         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2176         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2177         val->freehigh = nr_free_highpages();
2178         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2179 }
2180
2181 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2182
2183 #ifdef CONFIG_NUMA
2184 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2185 {
2186         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2187
2188         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2189         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2190 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2191         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2192         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2193                         NR_FREE_PAGES);
2194 #else
2195         val->totalhigh = 0;
2196         val->freehigh = 0;
2197 #endif
2198         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2199 }
2200 #endif
2201
2202 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2203
2204 /*
2205  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2206  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2207  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2208  */
2209 void show_free_areas(void)
2210 {
2211         int cpu;
2212         struct zone *zone;
2213
2214         for_each_populated_zone(zone) {
2215                 show_node(zone);
2216                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2217
2218                 for_each_online_cpu(cpu) {
2219                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2220
2221                         pageset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
2222
2223                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2224                                cpu, pageset->pcp.high,
2225                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2226                 }
2227         }
2228
2229         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
2230                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
2231                 " unevictable:%lu"
2232                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2233                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
2234                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2235                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2236                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2237                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
2238                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2239                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2240                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
2241                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2242                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2243                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2244                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2245                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2246                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
2247                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2248                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2249                 global_page_state(NR_SHMEM),
2250                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2251                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2252
2253         for_each_populated_zone(zone) {
2254                 int i;
2255
2256                 show_node(zone);
2257                 printk("%s"
2258                         " free:%lukB"
2259                         " min:%lukB"
2260                         " low:%lukB"
2261                         " high:%lukB"
2262                         " active_anon:%lukB"
2263                         " inactive_anon:%lukB"
2264                         " active_file:%lukB"
2265                         " inactive_file:%lukB"
2266                         " unevictable:%lukB"
2267                         " isolated(anon):%lukB"
2268                         " isolated(file):%lukB"
2269                         " present:%lukB"
2270                         " mlocked:%lukB"
2271                         " dirty:%lukB"
2272                         " writeback:%lukB"
2273                         " mapped:%lukB"
2274                         " shmem:%lukB"
2275                         " slab_reclaimable:%lukB"
2276                         " slab_unreclaimable:%lukB"
2277                         " kernel_stack:%lukB"
2278                         " pagetables:%lukB"
2279                         " unstable:%lukB"
2280                         " bounce:%lukB"
2281                         " writeback_tmp:%lukB"
2282                         " pages_scanned:%lu"
2283                         " all_unreclaimable? %s"
2284                         "\n",
2285                         zone->name,
2286                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2287                         K(min_wmark_pages(zone)),
2288                         K(low_wmark_pages(zone)),
2289                         K(high_wmark_pages(zone)),
2290                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2291                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2292                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2293                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2294                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2295                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
2296                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
2297                         K(zone->present_pages),
2298                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
2299                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
2300                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
2301                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
2302                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
2303                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
2304                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
2305                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
2306                                 THREAD_SIZE / 1024,
2307                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
2308                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
2309                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
2310                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
2311                         zone->pages_scanned,
2312                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
2313                         );
2314                 printk("lowmem_reserve[]:");
2315                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2316                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2317                 printk("\n");
2318         }
2319
2320         for_each_populated_zone(zone) {
2321                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2322
2323                 show_node(zone);
2324                 printk("%s: ", zone->name);
2325
2326                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2327                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2328                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2329                         total += nr[order] << order;
2330                 }
2331                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2332                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2333                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2334                 printk("= %lukB\n", K(total));
2335         }
2336
2337         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2338
2339         show_swap_cache_info();
2340 }
2341
2342 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2343 {
2344         zoneref->zone = zone;
2345         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2346 }
2347
2348 /*
2349  * Builds allocation fallback zone lists.
2350  *
2351  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2352  */
2353 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2354                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2355 {
2356         struct zone *zone;
2357
2358         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2359         zone_type++;
2360
2361         do {
2362                 zone_type--;
2363                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2364                 if (populated_zone(zone)) {
2365                         zoneref_set_zone(zone,
2366                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2367                         check_highest_zone(zone_type);
2368                 }
2369
2370         } while (zone_type);
2371         return nr_zones;
2372 }
2373
2374
2375 /*
2376  *  zonelist_order:
2377  *  0 = automatic detection of better ordering.
2378  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2379  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2380  *
2381  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2382  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2383  */
2384 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2385 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2386 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2387
2388 /* zonelist order in the kernel.
2389  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2390  */
2391 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2392 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2393
2394
2395 #ifdef CONFIG_NUMA
2396 /* The value user specified ....changed by config */
2397 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2398 /* string for sysctl */
2399 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2400 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2401
2402 /*
2403  * interface for configure zonelist ordering.
2404  * command line option "numa_zonelist_order"
2405  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2406  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2407  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2408  */
2409
2410 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2411 {
2412         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2413                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2414         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2415                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2416         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2417                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2418         } else {
2419                 printk(KERN_WARNING
2420                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2421                         "%s\n", s);
2422                 return -EINVAL;
2423         }
2424         return 0;
2425 }
2426
2427 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2428 {
2429         if (s)
2430                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2431         return 0;
2432 }
2433 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2434
2435 /*
2436  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2437  */
2438 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2439                 void __user *buffer, size_t *length,
2440                 loff_t *ppos)
2441 {
2442         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2443         int ret;
2444         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
2445
2446         mutex_lock(&zl_order_mutex);
2447         if (write)
2448                 strcpy(saved_string, (char*)table->data);
2449         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
2450         if (ret)
2451                 goto out;
2452         if (write) {
2453                 int oldval = user_zonelist_order;
2454                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2455                         /*
2456                          * bogus value.  restore saved string
2457                          */
2458                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2459                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2460                         user_zonelist_order = oldval;
2461                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2462                         build_all_zonelists();
2463         }
2464 out:
2465         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
2466         return ret;
2467 }
2468
2469
2470 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
2471 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2472
2473 /**
2474  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2475  * @node: node whose fallback list we're appending
2476  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2477  *
2478  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2479  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2480  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2481  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2482  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2483  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2484  * on them otherwise.
2485  * It returns -1 if no node is found.
2486  */
2487 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2488 {
2489         int n, val;
2490         int min_val = INT_MAX;
2491         int best_node = -1;
2492         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2493
2494         /* Use the local node if we haven't already */
2495         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2496                 node_set(node, *used_node_mask);
2497                 return node;
2498         }
2499
2500         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2501
2502                 /* Don't want a node to appear more than once */
2503                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2504                         continue;
2505
2506                 /* Use the distance array to find the distance */
2507                 val = node_distance(node, n);
2508
2509                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2510                 val += (n < node);
2511
2512                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2513                 tmp = cpumask_of_node(n);
2514                 if (!cpumask_empty(tmp))
2515                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2516
2517                 /* Slight preference for less loaded node */
2518                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2519                 val += node_load[n];
2520
2521                 if (val < min_val) {
2522                         min_val = val;
2523                         best_node = n;
2524                 }
2525         }
2526
2527         if (best_node >= 0)
2528                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2529
2530         return best_node;
2531 }
2532
2533
2534 /*
2535  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2536  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2537  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2538  */
2539 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2540 {
2541         int j;
2542         struct zonelist *zonelist;
2543
2544         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2545         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2546                 ;
2547         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2548                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2549         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2550         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2551 }
2552
2553 /*
2554  * Build gfp_thisnode zonelists
2555  */
2556 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2557 {
2558         int j;
2559         struct zonelist *zonelist;
2560
2561         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2562         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2563         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2564         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2565 }
2566
2567 /*
2568  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2569  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2570  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2571  * may still exist in local DMA zone.
2572  */
2573 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2574
2575 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2576 {
2577         int pos, j, node;
2578         int zone_type;          /* needs to be signed */
2579         struct zone *z;
2580         struct zonelist *zonelist;
2581
2582         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2583         pos = 0;
2584         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2585                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2586                         node = node_order[j];
2587                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2588                         if (populated_zone(z)) {
2589                                 zoneref_set_zone(z,
2590                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2591                                 check_highest_zone(zone_type);
2592                         }
2593                 }
2594         }
2595         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2596         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2597 }
2598
2599 static int default_zonelist_order(void)
2600 {
2601         int nid, zone_type;
2602         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2603         struct zone *z;
2604         int average_size;
2605         /*
2606          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the system.
2607          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2608          * into OOM very easily.
2609          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and configures zone order.
2610          */
2611         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2612         low_kmem_size = 0;
2613         total_size = 0;
2614         for_each_online_node(nid) {
2615                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2616                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2617                         if (populated_zone(z)) {
2618                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2619                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2620                                 total_size += z->present_pages;
2621                         } else if (zone_type == ZONE_NORMAL) {
2622                                 /*
2623                                  * If any node has only lowmem, then node order
2624                                  * is preferred to allow kernel allocations
2625                                  * locally; otherwise, they can easily infringe
2626                                  * on other nodes when there is an abundance of
2627                                  * lowmem available to allocate from.
2628                                  */
2629                                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2630                         }
2631                 }
2632         }
2633         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2634             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2635                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2636         /*
2637          * look into each node's config.
2638          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2639          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2640          */
2641         average_size = total_size /
2642                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2643         for_each_online_node(nid) {
2644                 low_kmem_size = 0;
2645                 total_size = 0;
2646                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2647                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2648                         if (populated_zone(z)) {
2649                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2650                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2651                                 total_size += z->present_pages;
2652                         }
2653                 }
2654                 if (low_kmem_size &&
2655                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2656                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2657                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2658         }
2659         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2660 }
2661
2662 static void set_zonelist_order(void)
2663 {
2664         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2665                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2666         else
2667                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2668 }
2669
2670 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2671 {
2672         int j, node, load;
2673         enum zone_type i;
2674         nodemask_t used_mask;
2675         int local_node, prev_node;
2676         struct zonelist *zonelist;
2677         int order = current_zonelist_order;
2678
2679         /* initialize zonelists */
2680         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2681                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2682                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2683                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2684         }
2685
2686         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2687         local_node = pgdat->node_id;
2688         load = nr_online_nodes;
2689         prev_node = local_node;
2690         nodes_clear(used_mask);
2691
2692         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2693         j = 0;
2694
2695         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2696                 int distance = node_distance(local_node, node);
2697
2698                 /*
2699                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2700                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2701                  */
2702                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2703                         zone_reclaim_mode = 1;
2704
2705                 /*
2706                  * We don't want to pressure a particular node.
2707                  * So adding penalty to the first node in same
2708                  * distance group to make it round-robin.
2709                  */
2710                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2711                         node_load[node] = load;
2712
2713                 prev_node = node;
2714                 load--;
2715                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2716                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2717                 else
2718                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2719         }
2720
2721         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2722                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2723                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2724         }
2725
2726         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2727 }
2728
2729 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2730 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2731 {
2732         struct zonelist *zonelist;
2733         struct zonelist_cache *zlc;
2734         struct zoneref *z;
2735
2736         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2737         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2738         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2739         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2740                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2741 }
2742
2743
2744 #else   /* CONFIG_NUMA */
2745
2746 static void set_zonelist_order(void)
2747 {
2748         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2749 }
2750
2751 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2752 {
2753         int node, local_node;
2754         enum zone_type j;
2755         struct zonelist *zonelist;
2756
2757         local_node = pgdat->node_id;
2758
2759         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2760         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2761
2762         /*
2763          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2764          * of all the other nodes.
2765          * We don't want to pressure a particular node, so when
2766          * building the zones for node N, we make sure that the
2767          * zones coming right after the local ones are those from
2768          * node N+1 (modulo N)
2769          */
2770         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2771                 if (!node_online(node))
2772                         continue;
2773                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2774                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2775         }
2776         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2777                 if (!node_online(node))
2778                         continue;
2779                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2780                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2781         }
2782
2783         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2784         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2785 }
2786
2787 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2788 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2789 {
2790         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2791 }
2792
2793 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2794
2795 /*
2796  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2797  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2798  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2799  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2800  * with interrupts disabled.
2801  *
2802  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2803  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2804  * hotplugged processors.
2805  *
2806  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2807  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2808  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2809  */
2810 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
2811 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
2812
2813 /* return values int ....just for stop_machine() */
2814 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2815 {
2816         int nid;
2817         int cpu;
2818
2819 #ifdef CONFIG_NUMA
2820         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2821 #endif
2822         for_each_online_node(nid) {
2823                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2824
2825                 build_zonelists(pgdat);
2826                 build_zonelist_cache(pgdat);
2827         }
2828
2829         /*
2830          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
2831          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
2832          * each zone will be allocated later when the per cpu
2833          * allocator is available.
2834          *
2835          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
2836          * cpus if the system is already booted because the pagesets
2837          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
2838          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
2839          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
2840          * (a chicken-egg dilemma).
2841          */
2842         for_each_possible_cpu(cpu)
2843                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
2844
2845         return 0;
2846 }
2847
2848 void build_all_zonelists(void)
2849 {
2850         set_zonelist_order();
2851
2852         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2853                 __build_all_zonelists(NULL);
2854                 mminit_verify_zonelist();
2855                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2856         } else {
2857                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2858                    of zonelist */
2859                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2860                 /* cpuset refresh routine should be here */
2861         }
2862         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2863         /*
2864          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2865          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2866          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2867          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2868          * disabled and enable it later
2869          */
2870         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2871                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2872         else
2873                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2874
2875         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2876                 "Total pages: %ld\n",
2877                         nr_online_nodes,
2878                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2879                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2880                         vm_total_pages);
2881 #ifdef CONFIG_NUMA
2882         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2883 #endif
2884 }
2885
2886 /*
2887  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2888  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2889  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2890  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2891  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2892  * conservative, even though it seems large.
2893  *
2894  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2895  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2896  */
2897 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2898
2899 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2900 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2901 {
2902         unsigned long size = 1;
2903
2904         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2905
2906         while (size < pages)
2907                 size <<= 1;
2908
2909         /*
2910          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2911          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2912          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2913          */
2914         size = min(size, 4096UL);
2915
2916         return max(size, 4UL);
2917 }
2918 #else
2919 /*
2920  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2921  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2922  *
2923  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2924  *
2925  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2926  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2927  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2928  *
2929  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2930  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2931  *
2932  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2933  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2934  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2935  */
2936 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2937 {
2938         return 4096UL;
2939 }
2940 #endif
2941
2942 /*
2943  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2944  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2945  * hash function before the remainder is taken.
2946  */
2947 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2948 {
2949         return ffz(~size);
2950 }
2951
2952 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2953
2954 /*
2955  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2956  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
2957  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2958  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2959  * blocks as reclaim kicks in
2960  */
2961 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2962 {
2963         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2964         struct page *page;
2965         unsigned long block_migratetype;
2966         int reserve;
2967
2968         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2969         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2970         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2971         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
2972                                                         pageblock_order;
2973
2974         /*
2975          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
2976          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
2977          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
2978          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
2979          * future allocation of hugepages at runtime.
2980          */
2981         reserve = min(2, reserve);
2982
2983         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2984                 if (!pfn_valid(pfn))
2985                         continue;
2986                 page = pfn_to_page(pfn);
2987
2988                 /* Watch out for overlapping nodes */
2989                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2990                         continue;
2991
2992                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2993                 if (PageReserved(page))
2994                         continue;
2995
2996                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2997
2998                 /* If this block is reserved, account for it */
2999                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3000                         reserve--;
3001                         continue;
3002                 }
3003
3004                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
3005                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
3006                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
3007                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
3008                         reserve--;
3009                         continue;
3010                 }
3011
3012                 /*
3013                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
3014                  * take it back
3015                  */
3016                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3017                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3018                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
3019                 }
3020         }
3021 }
3022
3023 /*
3024  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
3025  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
3026  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
3027  */
3028 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
3029                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
3030 {
3031         struct page *page;
3032         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
3033         unsigned long pfn;
3034         struct zone *z;
3035
3036         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
3037                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
3038
3039         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
3040         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3041                 /*
3042                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
3043                  * handed to this function.  They do not
3044                  * exist on hotplugged memory.
3045                  */
3046                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
3047                         if (!early_pfn_valid(pfn))
3048                                 continue;
3049                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
3050                                 continue;
3051                 }
3052                 page = pfn_to_page(pfn);
3053                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
3054                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
3055                 init_page_count(page);
3056                 reset_page_mapcount(page);
3057                 SetPageReserved(page);
3058                 /*
3059                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
3060                  * movable at startup. This will force kernel allocations
3061                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
3062                  * the address space during boot when many long-lived
3063                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
3064                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
3065                  * setup_zone_migrate_reserve()
3066                  *
3067                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
3068                  * can be created for invalid pages (for alignment)
3069                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
3070                  * pfn out of zone.
3071                  */
3072                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
3073                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
3074                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
3075                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3076
3077                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
3078 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
3079                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3080                 if (!is_highmem_idx(zone))
3081                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3082 #endif
3083         }
3084 }
3085
3086 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3087 {
3088         int order, t;
3089         for_each_migratetype_order(order, t) {
3090                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3091                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3092         }
3093 }
3094
3095 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3096 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3097         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3098 #endif
3099
3100 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
3101 {
3102 #ifdef CONFIG_MMU
3103         int batch;
3104
3105         /*
3106          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3107          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
3108          *
3109          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
3110          */
3111         batch = zone->present_pages / 1024;
3112         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
3113                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
3114         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
3115         if (batch < 1)
3116                 batch = 1;
3117
3118         /*
3119          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
3120          * of 2 value was found to be more likely to have
3121          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
3122          *
3123          * For example if 2 tasks are alternately allocating
3124          * batches of pages, one task can end up with a lot
3125          * of pages of one half of the possible page colors
3126          * and the other with pages of the other colors.
3127          */
3128         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
3129
3130         return batch;
3131
3132 #else
3133         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
3134          * conditions.
3135          *
3136          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
3137          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
3138          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
3139          *
3140          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
3141          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
3142          * can be a significant delay between the individual batches being
3143          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
3144          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
3145          */
3146         return 0;
3147 #endif
3148 }
3149
3150 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
3151 {
3152         struct per_cpu_pages *pcp;
3153         int migratetype;
3154
3155         memset(p, 0, sizeof(*p));
3156
3157         pcp = &p->pcp;
3158         pcp->count = 0;
3159         pcp->high = 6 * batch;
3160         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
3161         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
3162                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
3163 }
3164
3165 /*
3166  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
3167  * to the value high for the pageset p.
3168  */
3169
3170 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
3171                                 unsigned long high)
3172 {
3173         struct per_cpu_pages *pcp;
3174
3175         pcp = &p->pcp;
3176         pcp->high = high;
3177         pcp->batch = max(1UL, high/4);
3178         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
3179                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
3180 }
3181
3182 /*
3183  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
3184  * Before this call only boot pagesets were available.
3185  * Boot pagesets will no longer be used by this processorr
3186  * after setup_per_cpu_pageset().
3187  */
3188 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
3189 {
3190         struct zone *zone;
3191         int cpu;
3192
3193         for_each_populated_zone(zone) {
3194                 zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
3195
3196                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3197                         struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3198
3199                         setup_pageset(pcp, zone_batchsize(zone));
3200
3201                         if (percpu_pagelist_fraction)
3202                                 setup_pagelist_highmark(pcp,
3203                                         (zone->present_pages /
3204                                                 percpu_pagelist_fraction));
3205                 }
3206         }
3207 }
3208
3209 static noinline __init_refok
3210 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3211 {
3212         int i;
3213         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3214         size_t alloc_size;
3215
3216         /*
3217          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3218          * per zone.
3219          */
3220         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3221                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3222         zone->wait_table_bits =
3223                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3224         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3225                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3226
3227         if (!slab_is_available()) {
3228                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3229                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
3230         } else {
3231                 /*
3232                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3233                  * via memory hot-add.
3234                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3235                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3236                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3237                  * node itself as well.
3238                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3239                  * necessary.
3240                  */
3241                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3242         }
3243         if (!zone->wait_table)
3244                 return -ENOMEM;
3245
3246         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3247                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3248
3249         return 0;
3250 }
3251
3252 static int __zone_pcp_update(void *data)
3253 {
3254         struct zone *zone = data;
3255         int cpu;
3256         unsigned long batch = zone_batchsize(zone), flags;
3257
3258         for_each_possible_cpu(cpu) {
3259                 struct per_cpu_pageset *pset;
3260                 struct per_cpu_pages *pcp;
3261
3262                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3263                 pcp = &pset->pcp;
3264
3265                 local_irq_save(flags);
3266                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
3267                 setup_pageset(pset, batch);
3268                 local_irq_restore(flags);
3269         }
3270         return 0;
3271 }
3272
3273 void zone_pcp_update(struct zone *zone)
3274 {
3275         stop_machine(__zone_pcp_update, zone, NULL);
3276 }
3277
3278 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3279 {
3280         /*
3281          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
3282          * relies on the ability of the linker to provide the
3283          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
3284          */
3285         zone->pageset = &boot_pageset;
3286
3287         if (zone->present_pages)
3288                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
3289                         zone->name, zone->present_pages,
3290                                          zone_batchsize(zone));
3291 }
3292
3293 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3294                                         unsigned long zone_start_pfn,
3295                                         unsigned long size,
3296                                         enum memmap_context context)
3297 {
3298         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3299         int ret;
3300         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3301         if (ret)
3302                 return ret;
3303         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3304
3305         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3306
3307         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3308                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3309                         pgdat->node_id,
3310                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3311                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3312
3313         zone_init_free_lists(zone);
3314
3315         return 0;
3316 }
3317
3318 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3319 /*
3320  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3321  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3322  */
3323 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3324 {
3325         int i;
3326
3327         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3328                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3329                         return i;
3330
3331         return -1;
3332 }
3333
3334 /*
3335  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3336  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3337  */
3338 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3339 {
3340         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3341                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3342                         return index;
3343
3344         return -1;
3345 }
3346
3347 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3348 /*
3349  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3350  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3351  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3352  * alternative
3353  */
3354 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3355 {
3356         int i;
3357
3358         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3359                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3360                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3361
3362                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3363                         return early_node_map[i].nid;
3364         }
3365         /* This is a memory hole */
3366         return -1;
3367 }
3368 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3369
3370 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3371 {
3372         int nid;
3373
3374         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3375         if (nid >= 0)
3376                 return nid;
3377         /* just returns 0 */
3378         return 0;
3379 }
3380
3381 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3382 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3383 {
3384         int nid;
3385
3386         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3387         if (nid >= 0 && nid != node)
3388                 return false;
3389         return true;
3390 }
3391 #endif
3392
3393 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3394 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3395         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3396                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3397
3398 /**
3399  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3400  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3401  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3402  *
3403  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3404  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3405  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3406  */
3407 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3408                                                 unsigned long max_low_pfn)
3409 {
3410         int i;
3411
3412         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3413                 unsigned long size_pages = 0;
3414                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3415
3416                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3417                         continue;
3418
3419                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3420                         end_pfn = max_low_pfn;
3421
3422                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3423                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3424                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3425                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3426         }
3427 }
3428
3429 int __init add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
3430                                    int nr_range, int nid)
3431 {
3432         int i;
3433         u64 start, end;
3434
3435         /* need to go over early_node_map to find out good range for node */
3436         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3437                 start = early_node_map[i].start_pfn;
3438                 end = early_node_map[i].end_pfn;
3439                 nr_range = add_range(range, az, nr_range, start, end);
3440         }
3441         return nr_range;
3442 }
3443
3444 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
3445 void * __init __alloc_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
3446                                         u64 goal, u64 limit)
3447 {
3448         int i;
3449         void *ptr;
3450
3451         /* need to go over early_node_map to find out good range for node */
3452         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3453                 u64 addr;
3454                 u64 ei_start, ei_last;
3455
3456                 ei_last = early_node_map[i].end_pfn;
3457                 ei_last <<= PAGE_SHIFT;
3458                 ei_start = early_node_map[i].start_pfn;
3459                 ei_start <<= PAGE_SHIFT;
3460                 addr = find_early_area(ei_start, ei_last,
3461                                          goal, limit, size, align);
3462
3463                 if (addr == -1ULL)
3464                         continue;
3465
3466 #if 0
3467                 printk(KERN_DEBUG "alloc (nid=%d %llx - %llx) (%llx - %llx) %llx %llx => %llx\n",
3468                                 nid,
3469                                 ei_start, ei_last, goal, limit, size,
3470                                 align, addr);
3471 #endif
3472
3473                 ptr = phys_to_virt(addr);
3474                 memset(ptr, 0, size);
3475                 reserve_early_without_check(addr, addr + size, "BOOTMEM");
3476                 return ptr;
3477         }
3478
3479         return NULL;
3480 }
3481 #endif
3482
3483
3484 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3485 {
3486         int i;
3487         int ret;
3488
3489         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3490                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3491                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3492                 if (ret)
3493                         break;
3494         }
3495 }
3496 /**
3497  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3498  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3499  *
3500  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3501  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3502  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3503  */
3504 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3505 {
3506         int i;
3507
3508         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3509                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3510                                 early_node_map[i].start_pfn,
3511                                 early_node_map[i].end_pfn);
3512 }
3513
3514 /**
3515  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3516  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3517  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3518  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3519  *
3520  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3521  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3522  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3523  * PFNs will be 0.
3524  */
3525 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3526                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3527 {
3528         int i;
3529         *start_pfn = -1UL;
3530         *end_pfn = 0;
3531
3532         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3533                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3534                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3535         }
3536
3537         if (*start_pfn == -1UL)
3538                 *start_pfn = 0;
3539 }
3540
3541 /*
3542  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3543  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3544  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3545  */
3546 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3547 {
3548         int zone_index;
3549         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3550                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3551                         continue;
3552
3553                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3554                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3555                         break;
3556         }
3557
3558         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3559         movable_zone = zone_index;
3560 }
3561
3562 /*
3563  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3564  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3565  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3566  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3567  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3568  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3569  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3570  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3571  */
3572 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3573                                         unsigned long zone_type,
3574                                         unsigned long node_start_pfn,
3575                                         unsigned long node_end_pfn,
3576                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3577                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3578 {
3579         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3580         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3581                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3582                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3583                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3584                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3585                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3586
3587                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3588                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3589                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3590                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3591
3592                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3593                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3594                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3595         }
3596 }
3597
3598 /*
3599  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3600  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3601  */
3602 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3603                                         unsigned long zone_type,
3604                                         unsigned long *ignored)
3605 {
3606         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3607         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3608
3609         /* Get the start and end of the node and zone */
3610         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3611         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3612         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3613         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3614                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3615                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3616
3617         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3618         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3619                 return 0;
3620
3621         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3622         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3623         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3624
3625         /* Return the spanned pages */
3626         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3627 }
3628
3629 /*
3630  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3631  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3632  */
3633 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3634                                 unsigned long range_start_pfn,
3635                                 unsigned long range_end_pfn)
3636 {
3637         int i = 0;
3638         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3639         unsigned long start_pfn;
3640
3641         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3642         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3643         if (i == -1)
3644                 return 0;
3645
3646         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3647
3648         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3649         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3650                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3651
3652         /* Find all holes for the zone within the node */
3653         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3654
3655                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3656                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3657                         break;
3658
3659                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3660                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3661                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3662
3663                 /* Update the hole size cound and move on */
3664                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3665                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3666                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3667                 }
3668                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3669         }
3670
3671         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3672         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3673                 hole_pages += range_end_pfn -
3674                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3675
3676         return hole_pages;
3677 }
3678
3679 /**
3680  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3681  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3682  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3683  *
3684  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3685  */
3686 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3687                                                         unsigned long end_pfn)
3688 {
3689         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3690 }
3691
3692 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3693 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3694                                         unsigned long zone_type,
3695                                         unsigned long *ignored)
3696 {
3697         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3698         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3699
3700         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3701         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3702                                                         node_start_pfn);
3703         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3704                                                         node_end_pfn);
3705
3706         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3707                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3708                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3709         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3710 }
3711
3712 #else
3713 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3714                                         unsigned long zone_type,
3715                                         unsigned long *zones_size)
3716 {
3717         return zones_size[zone_type];
3718 }
3719
3720 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3721                                                 unsigned long zone_type,
3722                                                 unsigned long *zholes_size)
3723 {
3724         if (!zholes_size)
3725                 return 0;
3726
3727         return zholes_size[zone_type];
3728 }
3729
3730 #endif
3731
3732 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3733                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3734 {
3735         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3736         enum zone_type i;
3737
3738         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3739                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3740                                                                 zones_size);
3741         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3742
3743         realtotalpages = totalpages;
3744         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3745                 realtotalpages -=
3746                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3747                                                                 zholes_size);
3748         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3749         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3750                                                         realtotalpages);
3751 }
3752
3753 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3754 /*
3755  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3756  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3757  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3758  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3759  * bytes.
3760  */
3761 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3762 {
3763         unsigned long usemapsize;
3764
3765         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3766         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3767         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3768         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3769
3770         return usemapsize / 8;
3771 }
3772
3773 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3774                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3775 {
3776         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3777         zone->pageblock_flags = NULL;
3778         if (usemapsize)
3779                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3780 }
3781 #else
3782 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3783                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3784 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3785
3786 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3787
3788 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3789 static inline int pageblock_default_order(void)
3790 {
3791         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3792                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3793
3794         return MAX_ORDER-1;
3795 }
3796
3797 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3798 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3799 {
3800         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3801         if (pageblock_order)
3802                 return;
3803
3804         /*
3805          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3806          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3807          */
3808         pageblock_order = order;
3809 }
3810 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3811
3812 /*
3813  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3814  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3815  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3816  * pageblock_order based on the kernel config
3817  */
3818 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3819 {
3820         return MAX_ORDER-1;
3821 }
3822 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3823
3824 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3825
3826 /*
3827  * Set up the zone data structures:
3828  *   - mark all pages reserved
3829  *   - mark all memory queues empty
3830  *   - clear the memory bitmaps
3831  */
3832 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3833                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3834 {
3835         enum zone_type j;
3836         int nid = pgdat->node_id;
3837         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3838         int ret;
3839
3840         pgdat_resize_init(pgdat);
3841         pgdat->nr_zones = 0;
3842         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3843         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3844         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3845         
3846         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3847                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3848                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3849                 enum lru_list l;
3850
3851                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3852                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3853                                                                 zholes_size);
3854
3855                 /*
3856                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3857                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3858                  * and per-cpu initialisations
3859                  */
3860                 memmap_pages =
3861                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3862                 if (realsize >= memmap_pages) {
3863                         realsize -= memmap_pages;
3864                         if (memmap_pages)
3865                                 printk(KERN_DEBUG
3866                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3867                                        zone_names[j], memmap_pages);
3868                 } else
3869                         printk(KERN_WARNING
3870                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3871                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3872
3873                 /* Account for reserved pages */
3874                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3875                         realsize -= dma_reserve;
3876                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3877                                         zone_names[0], dma_reserve);
3878                 }
3879
3880                 if (!is_highmem_idx(j))
3881                         nr_kernel_pages += realsize;
3882                 nr_all_pages += realsize;
3883
3884                 zone->spanned_pages = size;
3885                 zone->present_pages = realsize;
3886 #ifdef CONFIG_NUMA
3887                 zone->node = nid;
3888                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3889                                                 / 100;
3890                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3891 #endif
3892                 zone->name = zone_names[j];
3893                 spin_lock_init(&zone->lock);
3894                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3895                 zone_seqlock_init(zone);
3896                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3897
3898                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3899
3900                 zone_pcp_init(zone);
3901                 for_each_lru(l) {
3902                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3903                         zone->reclaim_stat.nr_saved_scan[l] = 0;
3904                 }
3905                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
3906                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
3907                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
3908                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
3909                 zap_zone_vm_stats(zone);
3910                 zone->flags = 0;
3911                 if (!size)
3912                         continue;
3913
3914                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3915                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3916                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3917                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3918                 BUG_ON(ret);
3919                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3920                 zone_start_pfn += size;
3921         }
3922 }
3923
3924 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3925 {
3926         /* Skip empty nodes */
3927         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3928                 return;
3929
3930 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3931         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3932         if (!pgdat->node_mem_map) {
3933                 unsigned long size, start, end;
3934                 struct page *map;
3935
3936                 /*
3937                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3938                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3939                  * for the buddy allocator to function correctly.
3940                  */
3941                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3942                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3943                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3944                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3945                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3946                 if (!map)
3947                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3948                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3949         }
3950 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3951         /*
3952          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3953          */
3954         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3955                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3956 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3957                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3958                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3959 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3960         }
3961 #endif
3962 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3963 }
3964
3965 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3966                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3967 {
3968         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3969
3970         pgdat->node_id = nid;
3971         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3972         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3973
3974         alloc_node_mem_map(pgdat);
3975 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3976         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3977                 nid, (unsigned long)pgdat,
3978                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3979 #endif
3980
3981         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3982 }
3983
3984 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3985
3986 #if MAX_NUMNODES > 1
3987 /*
3988  * Figure out the number of possible node ids.
3989  */
3990 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3991 {
3992         unsigned int node;
3993         unsigned int highest = 0;
3994
3995         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3996                 highest = node;
3997         nr_node_ids = highest + 1;
3998 }
3999 #else
4000 static inline void setup_nr_node_ids(void)
4001 {
4002 }
4003 #endif
4004
4005 /**
4006  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
4007  * @nid: The node ID the range resides on
4008  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
4009  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
4010  *
4011  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
4012  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
4013  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
4014  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
4015  * the range being registered will be merged with existing ranges.
4016  */
4017 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4018                                                 unsigned long end_pfn)
4019 {
4020         int i;
4021
4022         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
4023                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
4024                         "%d entries of %d used\n",
4025                         nid, start_pfn, end_pfn,
4026                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
4027
4028         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
4029
4030         /* Merge with existing active regions if possible */
4031         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4032                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4033                         continue;
4034
4035                 /* Skip if an existing region covers this new one */
4036                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
4037                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
4038                         return;
4039
4040                 /* Merge forward if suitable */
4041                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
4042                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
4043                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4044                         return;
4045                 }
4046
4047                 /* Merge backward if suitable */
4048                 if (start_pfn < early_node_map[i].start_pfn &&
4049                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
4050                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4051                         return;
4052                 }
4053         }
4054
4055         /* Check that early_node_map is large enough */
4056         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
4057                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
4058                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
4059                 return;
4060         }
4061
4062         early_node_map[i].nid = nid;
4063         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4064         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4065         nr_nodemap_entries = i + 1;
4066 }
4067
4068 /**
4069  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
4070  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
4071  * @start_pfn: The new PFN of the range
4072  * @end_pfn: The new PFN of the range
4073  *
4074  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
4075  * The map is kept near the end physical page range that has already been
4076  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
4077  * range.
4078  */
4079 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4080                                 unsigned long end_pfn)
4081 {
4082         int i, j;
4083         int removed = 0;
4084
4085         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
4086                           nid, start_pfn, end_pfn);
4087
4088         /* Find the old active region end and shrink */
4089         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4090                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4091                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
4092                         /* clear it */
4093                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
4094                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
4095                         removed = 1;
4096                         continue;
4097                 }
4098                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
4099                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
4100                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4101                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
4102                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
4103                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
4104                         continue;
4105                 }
4106                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4107                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
4108                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
4109                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
4110                         continue;
4111                 }
4112         }
4113
4114         if (!removed)
4115                 return;
4116
4117         /* remove the blank ones */
4118         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
4119                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4120                         continue;
4121                 if (early_node_map[i].end_pfn)
4122                         continue;
4123                 /* we found it, get rid of it */
4124                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
4125                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
4126                                 sizeof(early_node_map[j]));
4127                 j = nr_nodemap_entries - 1;
4128                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
4129                 nr_nodemap_entries--;
4130         }
4131 }
4132
4133 /**
4134  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
4135  *
4136  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
4137  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
4138  * all currently registered regions.
4139  */
4140 void __init remove_all_active_ranges(void)
4141 {
4142         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
4143         nr_nodemap_entries = 0;
4144 }
4145
4146 /* Compare two active node_active_regions */
4147 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
4148 {
4149         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
4150         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
4151
4152         /* Done this way to avoid overflows */
4153         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
4154                 return 1;
4155         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
4156                 return -1;
4157
4158         return 0;
4159 }
4160
4161 /* sort the node_map by start_pfn */
4162 void __init sort_node_map(void)
4163 {
4164         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
4165                         sizeof(struct node_active_region),
4166                         cmp_node_active_region, NULL);
4167 }
4168
4169 /* Find the lowest pfn for a node */
4170 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4171 {
4172         int i;
4173         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4174
4175         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
4176         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4177                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4178
4179         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4180                 printk(KERN_WARNING
4181                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4182                 return 0;
4183         }
4184
4185         return min_pfn;
4186 }
4187
4188 /**
4189  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4190  *
4191  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4192  * add_active_range().
4193  */
4194 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4195 {
4196         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4197 }
4198
4199 /*
4200  * early_calculate_totalpages()
4201  * Sum pages in active regions for movable zone.
4202  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
4203  */
4204 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4205 {
4206         int i;
4207         unsigned long totalpages = 0;
4208
4209         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4210                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
4211                                                 early_node_map[i].start_pfn;
4212                 totalpages += pages;
4213                 if (pages)
4214                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
4215         }
4216         return totalpages;
4217 }
4218
4219 /*
4220  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4221  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4222  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4223  * others
4224  */
4225 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
4226 {
4227         int i, nid;
4228         unsigned long usable_startpfn;
4229         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4230         /* save the state before borrow the nodemask */
4231         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_HIGH_MEMORY];
4232         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4233         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
4234
4235         /*
4236          * If movablecore was specified, calculate what size of
4237          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4238          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4239          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4240          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4241          * what movablecore would have allowed.
4242          */
4243         if (required_movablecore) {
4244                 unsigned long corepages;
4245
4246                 /*
4247                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4248                  * was requested by the user
4249                  */
4250                 required_movablecore =
4251                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4252                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4253
4254                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4255         }
4256
4257         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4258         if (!required_kernelcore)
4259                 goto out;
4260
4261         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4262         find_usable_zone_for_movable();
4263         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4264
4265 restart:
4266         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4267         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4268         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4269                 /*
4270                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4271                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4272                  * amount of memory for the kernel
4273                  */
4274                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4275                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4276
4277                 /*
4278                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4279                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4280                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4281                  */
4282                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4283
4284                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4285                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4286                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4287                         unsigned long size_pages;
4288
4289                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4290                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4291                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4292                         if (start_pfn >= end_pfn)
4293                                 continue;
4294
4295                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4296                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4297                                 unsigned long kernel_pages;
4298                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4299                                                                 - start_pfn;
4300
4301                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4302                                                         kernelcore_remaining);
4303                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4304                                                         required_kernelcore);
4305
4306                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4307                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4308
4309                                         /*
4310                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4311                                          * that if we have to rebalance
4312                                          * kernelcore across nodes, we will
4313                                          * not double account here
4314                                          */
4315                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4316                                         continue;
4317                                 }
4318                                 start_pfn = usable_startpfn;
4319                         }
4320
4321                         /*
4322                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4323                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4324                          * number of pages used as kernelcore
4325                          */
4326                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4327                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4328                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4329                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4330
4331                         /*
4332                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4333                          * break if the kernelcore for this node has been
4334                          * satisified
4335                          */
4336                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4337                                                                 size_pages);
4338                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4339                         if (!kernelcore_remaining)
4340                                 break;
4341                 }
4342         }
4343
4344         /*
4345          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4346          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4347          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4348          * satisified
4349          */
4350         usable_nodes--;
4351         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4352                 goto restart;
4353
4354         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4355         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4356                 zone_movable_pfn[nid] =
4357                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4358
4359 out:
4360         /* restore the node_state */
4361         node_states[N_HIGH_MEMORY] = saved_node_state;
4362 }
4363
4364 /* Any regular memory on that node ? */
4365 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4366 {
4367 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4368         enum zone_type zone_type;
4369
4370         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4371                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4372                 if (zone->present_pages)
4373                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4374         }
4375 #endif
4376 }
4377
4378 /**
4379  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4380  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4381  *
4382  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4383  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4384  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4385  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4386  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4387  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4388  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4389  * at arch_max_dma_pfn.
4390  */
4391 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4392 {
4393         unsigned long nid;
4394         int i;
4395
4396         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4397         sort_node_map();
4398
4399         /* Record where the zone boundaries are */
4400         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4401                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4402         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4403                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4404         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4405         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4406         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4407                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4408                         continue;
4409                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4410                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4411                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4412                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4413         }
4414         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4415         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4416
4417         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4418         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4419         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4420
4421         /* Print out the zone ranges */
4422         printk("Zone PFN ranges:\n");
4423         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4424                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4425                         continue;
4426                 printk("  %-8s ", zone_names[i]);
4427                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
4428                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
4429                         printk("empty\n");
4430                 else
4431                         printk("%0#10lx -> %0#10lx\n",
4432                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4433                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4434         }
4435
4436         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4437         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4438         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4439                 if (zone_movable_pfn[i])
4440                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4441         }
4442
4443         /* Print out the early_node_map[] */
4444         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4445         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4446                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4447                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4448                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4449
4450         /* Initialise every node */
4451         mminit_verify_pageflags_layout();
4452         setup_nr_node_ids();
4453         for_each_online_node(nid) {
4454                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4455                 free_area_init_node(nid, NULL,
4456                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4457
4458                 /* Any memory on that node */
4459                 if (pgdat->node_present_pages)
4460                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4461                 check_for_regular_memory(pgdat);
4462         }
4463 }
4464
4465 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4466 {
4467         unsigned long long coremem;
4468         if (!p)
4469                 return -EINVAL;
4470
4471         coremem = memparse(p, &p);
4472         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4473
4474         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4475         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4476
4477         return 0;
4478 }
4479
4480 /*
4481  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4482  * cannot be reclaimed or migrated.
4483  */
4484 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4485 {
4486         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4487 }
4488
4489 /*
4490  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4491  * can be reclaimed or migrated.
4492  */
4493 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4494 {
4495         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4496 }
4497
4498 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4499 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4500
4501 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4502
4503 /**
4504  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4505  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4506  *
4507  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4508  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4509  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4510  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4511  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4512  * smaller per-cpu batchsize.
4513  */
4514 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4515 {
4516         dma_reserve = new_dma_reserve;
4517 }
4518
4519 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4520 struct pglist_data __refdata contig_page_data = {
4521 #ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM
4522  .bdata = &bootmem_node_data[0]
4523 #endif
4524  };
4525 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4526 #endif
4527
4528 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4529 {
4530         free_area_init_node(0, zones_size,
4531                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4532 }
4533
4534 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4535                                  unsigned long action, void *hcpu)
4536 {
4537         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4538
4539         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4540                 drain_pages(cpu);
4541
4542                 /*
4543                  * Spill the event counters of the dead processor
4544                  * into the current processors event counters.
4545                  * This artificially elevates the count of the current
4546                  * processor.
4547                  */
4548                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4549
4550                 /*
4551                  * Zero the differential counters of the dead processor
4552                  * so that the vm statistics are consistent.
4553                  *
4554                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4555                  * race with what we are doing.
4556                  */
4557                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4558         }
4559         return NOTIFY_OK;
4560 }
4561
4562 void __init page_alloc_init(void)
4563 {
4564         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4565 }
4566
4567 /*
4568  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4569  *      or min_free_kbytes changes.
4570  */
4571 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4572 {
4573         struct pglist_data *pgdat;
4574         unsigned long reserve_pages = 0;
4575         enum zone_type i, j;
4576
4577         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4578                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4579                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4580                         unsigned long max = 0;
4581
4582                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4583                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4584                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4585                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4586                         }
4587
4588                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
4589                         max += high_wmark_pages(zone);
4590
4591                         if (max > zone->present_pages)
4592                                 max = zone->present_pages;
4593                         reserve_pages += max;
4594                 }
4595         }
4596         totalreserve_pages = reserve_pages;
4597 }
4598
4599 /*
4600  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4601  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4602  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4603  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4604  */
4605 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4606 {
4607         struct pglist_data *pgdat;
4608         enum zone_type j, idx;
4609
4610         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4611                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4612                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4613                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4614
4615                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4616
4617                         idx = j;
4618                         while (idx) {
4619                                 struct zone *lower_zone;
4620
4621                                 idx--;
4622
4623                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4624                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4625
4626                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4627                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4628                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4629                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4630                         }
4631                 }
4632         }
4633
4634         /* update totalreserve_pages */
4635         calculate_totalreserve_pages();
4636 }
4637
4638 /**
4639  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
4640  * or when memory is hot-{added|removed}
4641  *
4642  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
4643  * correctly with respect to min_free_kbytes.
4644  */
4645 void setup_per_zone_wmarks(void)
4646 {
4647         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4648         unsigned long lowmem_pages = 0;
4649         struct zone *zone;
4650         unsigned long flags;
4651
4652         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4653         for_each_zone(zone) {
4654                 if (!is_highmem(zone))
4655                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4656         }
4657
4658         for_each_zone(zone) {
4659                 u64 tmp;
4660
4661                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4662                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4663                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4664                 if (is_highmem(zone)) {
4665                         /*
4666                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4667                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4668                          * value here.
4669                          *
4670                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
4671                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4672                          * not be capped for highmem.
4673                          */
4674                         int min_pages;
4675
4676                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4677                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4678                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4679                         if (min_pages > 128)
4680                                 min_pages = 128;
4681                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
4682                 } else {
4683                         /*
4684                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4685                          * proportionate to the zone's size.
4686                          */
4687                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
4688                 }
4689
4690                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
4691                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
4692                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4693                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4694         }
4695
4696         /* update totalreserve_pages */
4697         calculate_totalreserve_pages();
4698 }
4699
4700 /*
4701  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4702  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4703  * to be referenced again before it is swapped out.
4704  *
4705  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4706  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4707  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4708  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4709  *
4710  * total     target    max
4711  * memory    ratio     inactive anon
4712  * -------------------------------------
4713  *   10MB       1         5MB
4714  *  100MB       1        50MB
4715  *    1GB       3       250MB
4716  *   10GB      10       0.9GB
4717  *  100GB      31         3GB
4718  *    1TB     101        10GB
4719  *   10TB     320        32GB
4720  */
4721 void calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
4722 {
4723         unsigned int gb, ratio;
4724
4725         /* Zone size in gigabytes */
4726         gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4727         if (gb)
4728                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4729         else
4730                 ratio = 1;
4731
4732         zone->inactive_ratio = ratio;
4733 }
4734
4735 static void __init setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4736 {
4737         struct zone *zone;
4738
4739         for_each_zone(zone)
4740                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
4741 }
4742
4743 /*
4744  * Initialise min_free_kbytes.
4745  *
4746  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4747  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4748  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4749  *
4750  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4751  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4752  *
4753  * which yields
4754  *
4755  * 16MB:        512k
4756  * 32MB:        724k
4757  * 64MB:        1024k
4758  * 128MB:       1448k
4759  * 256MB:       2048k
4760  * 512MB:       2896k
4761  * 1024MB:      4096k
4762  * 2048MB:      5792k
4763  * 4096MB:      8192k
4764  * 8192MB:      11584k
4765  * 16384MB:     16384k
4766  */
4767 static int __init init_per_zone_wmark_min(void)
4768 {
4769         unsigned long lowmem_kbytes;
4770
4771         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4772
4773         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4774         if (min_free_kbytes < 128)
4775                 min_free_kbytes = 128;
4776         if (min_free_kbytes > 65536)
4777                 min_free_kbytes = 65536;
4778         setup_per_zone_wmarks();
4779         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4780         setup_per_zone_inactive_ratio();
4781         return 0;
4782 }
4783 module_init(init_per_zone_wmark_min)
4784
4785 /*
4786  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4787  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4788  *      changes.
4789  */
4790 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4791         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4792 {
4793         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
4794         if (write)
4795                 setup_per_zone_wmarks();
4796         return 0;
4797 }
4798
4799 #ifdef CONFIG_NUMA
4800 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4801         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4802 {
4803         struct zone *zone;
4804         int rc;
4805
4806         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4807         if (rc)
4808                 return rc;
4809
4810         for_each_zone(zone)
4811                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4812                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4813         return 0;
4814 }
4815
4816 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4817         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4818 {
4819         struct zone *zone;
4820         int rc;
4821
4822         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4823         if (rc)
4824                 return rc;
4825
4826         for_each_zone(zone)
4827                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4828                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4829         return 0;
4830 }
4831 #endif
4832
4833 /*
4834  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4835  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4836  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4837  *
4838  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4839  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4840  * if in function of the boot time zone sizes.
4841  */
4842 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4843         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4844 {
4845         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4846         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4847         return 0;
4848 }
4849
4850 /*
4851  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4852  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4853  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4854  */
4855
4856 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4857         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4858 {
4859         struct zone *zone;
4860         unsigned int cpu;
4861         int ret;
4862
4863         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
4864         if (!write || (ret == -EINVAL))
4865                 return ret;
4866         for_each_populated_zone(zone) {
4867                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4868                         unsigned long  high;
4869                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4870                         setup_pagelist_highmark(
4871                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu), high);
4872                 }
4873         }
4874         return 0;
4875 }
4876
4877 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4878
4879 #ifdef CONFIG_NUMA
4880 static int __init set_hashdist(char *str)
4881 {
4882         if (!str)
4883                 return 0;
4884         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4885         return 1;
4886 }
4887 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4888 #endif
4889
4890 /*
4891  * allocate a large system hash table from bootmem
4892  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4893  *   quantity of entries
4894  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4895  */
4896 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4897                                      unsigned long bucketsize,
4898                                      unsigned long numentries,
4899                                      int scale,
4900                                      int flags,
4901                                      unsigned int *_hash_shift,
4902                                      unsigned int *_hash_mask,
4903                                      unsigned long limit)
4904 {
4905         unsigned long long max = limit;
4906         unsigned long log2qty, size;
4907         void *table = NULL;
4908
4909         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4910         if (!numentries) {
4911                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4912                 numentries = nr_kernel_pages;
4913                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4914                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4915                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4916
4917                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4918                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4919                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4920                 else
4921                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4922
4923                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4924                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
4925                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
4926                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
4927                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
4928                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
4929                                 BUG_ON(!numentries);
4930                         }
4931                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4932                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4933         }
4934         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4935
4936         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4937         if (max == 0) {
4938                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4939                 do_div(max, bucketsize);
4940         }
4941
4942         if (numentries > max)
4943                 numentries = max;
4944
4945         log2qty = ilog2(numentries);
4946
4947         do {
4948                 size = bucketsize << log2qty;
4949                 if (flags & HASH_EARLY)
4950                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4951                 else if (hashdist)
4952                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4953                 else {
4954                         /*
4955                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4956                          * some pages at the end of hash table which
4957                          * alloc_pages_exact() automatically does
4958                          */
4959                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
4960                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
4961                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
4962                         }
4963                 }
4964         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4965
4966         if (!table)
4967                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4968
4969         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4970                tablename,
4971                (1U << log2qty),
4972                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4973                size);
4974
4975         if (_hash_shift)
4976                 *_hash_shift = log2qty;
4977         if (_hash_mask)
4978                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4979
4980         return table;
4981 }
4982
4983 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4984 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4985                                                         unsigned long pfn)
4986 {
4987 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4988         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4989 #else
4990         return zone->pageblock_flags;
4991 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4992 }
4993
4994 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4995 {
4996 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4997         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4998         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4999 #else
5000         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
5001         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5002 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5003 }
5004
5005 /**
5006  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
5007  * @page: The page within the block of interest
5008  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
5009  * @end_bitidx: The last bit of interest
5010  * returns pageblock_bits flags
5011  */
5012 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
5013                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5014 {
5015         struct zone *zone;
5016         unsigned long *bitmap;
5017         unsigned long pfn, bitidx;
5018         unsigned long flags = 0;
5019         unsigned long value = 1;
5020
5021         zone = page_zone(page);
5022         pfn = page_to_pfn(page);
5023         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5024         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5025
5026         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5027                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
5028                         flags |= value;
5029
5030         return flags;
5031 }
5032
5033 /**
5034  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
5035  * @page: The page within the block of interest
5036  * @start_bitidx: The first bit of interest
5037  * @end_bitidx: The last bit of interest
5038  * @flags: The flags to set
5039  */
5040 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
5041                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5042 {
5043         struct zone *zone;
5044         unsigned long *bitmap;
5045         unsigned long pfn, bitidx;
5046         unsigned long value = 1;
5047
5048         zone = page_zone(page);
5049         pfn = page_to_pfn(page);
5050         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5051         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5052         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
5053         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
5054
5055         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5056                 if (flags & value)
5057                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5058                 else
5059                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5060 }
5061
5062 /*
5063  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
5064  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
5065  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
5066  */
5067
5068 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
5069 {
5070         struct zone *zone;
5071         struct page *curr_page;
5072         unsigned long flags, pfn, iter;
5073         unsigned long immobile = 0;
5074         struct memory_isolate_notify arg;
5075         int notifier_ret;
5076         int ret = -EBUSY;
5077         int zone_idx;
5078
5079         zone = page_zone(page);
5080         zone_idx = zone_idx(zone);
5081
5082         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5083         if (get_pageblock_migratetype(page) == MIGRATE_MOVABLE ||
5084             zone_idx == ZONE_MOVABLE) {
5085                 ret = 0;
5086                 goto out;
5087         }
5088
5089         pfn = page_to_pfn(page);
5090         arg.start_pfn = pfn;
5091         arg.nr_pages = pageblock_nr_pages;
5092         arg.pages_found = 0;
5093
5094         /*
5095          * It may be possible to isolate a pageblock even if the
5096          * migratetype is not MIGRATE_MOVABLE. The memory isolation
5097          * notifier chain is used by balloon drivers to return the
5098          * number of pages in a range that are held by the balloon
5099          * driver to shrink memory. If all the pages are accounted for
5100          * by balloons, are free, or on the LRU, isolation can continue.
5101          * Later, for example, when memory hotplug notifier runs, these
5102          * pages reported as "can be isolated" should be isolated(freed)
5103          * by the balloon driver through the memory notifier chain.
5104          */
5105         notifier_ret = memory_isolate_notify(MEM_ISOLATE_COUNT, &arg);
5106         notifier_ret = notifier_to_errno(notifier_ret);
5107         if (notifier_ret || !arg.pages_found)
5108                 goto out;
5109
5110         for (iter = pfn; iter < (pfn + pageblock_nr_pages); iter++) {
5111                 if (!pfn_valid_within(pfn))
5112                         continue;
5113
5114                 curr_page = pfn_to_page(iter);
5115                 if (!page_count(curr_page) || PageLRU(curr_page))
5116                         continue;
5117
5118                 immobile++;
5119         }
5120
5121         if (arg.pages_found == immobile)
5122                 ret = 0;
5123
5124 out:
5125         if (!ret) {
5126                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
5127                 move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
5128         }
5129
5130         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5131         if (!ret)
5132                 drain_all_pages();
5133         return ret;
5134 }
5135
5136 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
5137 {
5138         struct zone *zone;
5139         unsigned long flags;
5140         zone = page_zone(page);
5141         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5142         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
5143                 goto out;
5144         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
5145         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
5146 out:
5147         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5148 }
5149
5150 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
5151 /*
5152  * All pages in the range must be isolated before calling this.
5153  */
5154 void
5155 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
5156 {
5157         struct page *page;
5158         struct zone *zone;
5159         int order, i;
5160         unsigned long pfn;
5161         unsigned long flags;
5162         /* find the first valid pfn */
5163         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
5164                 if (pfn_valid(pfn))
5165                         break;
5166         if (pfn == end_pfn)
5167                 return;
5168         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
5169         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5170         pfn = start_pfn;
5171         while (pfn < end_pfn) {
5172                 if (!pfn_valid(pfn)) {
5173                         pfn++;
5174                         continue;
5175                 }
5176                 page = pfn_to_page(pfn);
5177                 BUG_ON(page_count(page));
5178                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
5179                 order = page_order(page);
5180 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5181                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
5182                        pfn, 1 << order, end_pfn);
5183 #endif
5184                 list_del(&page->lru);
5185                 rmv_page_order(page);
5186                 zone->free_area[order].nr_free--;
5187                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
5188                                       - (1UL << order));
5189                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
5190                         SetPageReserved((page+i));
5191                 pfn += (1 << order);
5192         }
5193         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5194 }
5195 #endif
5196
5197 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5198 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
5199 {
5200         struct zone *zone = page_zone(page);
5201         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
5202         unsigned long flags;
5203         int order;
5204
5205         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5206         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
5207                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
5208
5209                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
5210                         break;
5211         }
5212         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5213
5214         return order < MAX_ORDER;
5215 }
5216 #endif
5217
5218 static struct trace_print_flags pageflag_names[] = {
5219         {1UL << PG_locked,              "locked"        },
5220         {1UL << PG_error,               "error"         },
5221         {1UL << PG_referenced,          "referenced"    },
5222         {1UL << PG_uptodate,            "uptodate"      },
5223         {1UL << PG_dirty,               "dirty"         },
5224         {1UL << PG_lru,                 "lru"           },
5225         {1UL << PG_active,              "active"        },
5226         {1UL << PG_slab,                "slab"          },
5227         {1UL << PG_owner_priv_1,        "owner_priv_1"  },
5228         {1UL << PG_arch_1,              "arch_1"        },
5229         {1UL << PG_reserved,            "reserved"      },
5230         {1UL << PG_private,             "private"       },
5231         {1UL << PG_private_2,           "private_2"     },
5232         {1UL << PG_writeback,           "writeback"     },
5233 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
5234         {1UL << PG_head,                "head"          },
5235         {1UL << PG_tail,                "tail"          },
5236 #else
5237         {1UL << PG_compound,            "compound"      },
5238 #endif
5239         {1UL << PG_swapcache,           "swapcache"     },
5240         {1UL << PG_mappedtodisk,        "mappedtodisk"  },
5241         {1UL << PG_reclaim,             "reclaim"       },
5242         {1UL << PG_buddy,               "buddy"         },
5243         {1UL << PG_swapbacked,          "swapbacked"    },
5244         {1UL << PG_unevictable,         "unevictable"   },
5245 #ifdef CONFIG_MMU
5246         {1UL << PG_mlocked,             "mlocked"       },
5247 #endif
5248 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
5249         {1UL << PG_uncached,            "uncached"      },
5250 #endif
5251 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5252         {1UL << PG_hwpoison,            "hwpoison"      },
5253 #endif
5254         {-1UL,                          NULL            },
5255 };
5256
5257 static void dump_page_flags(unsigned long flags)
5258 {
5259         const char *delim = "";
5260         unsigned long mask;
5261         int i;
5262
5263         printk(KERN_ALERT "page flags: %#lx(", flags);
5264
5265         /* remove zone id */
5266         flags &= (1UL << NR_PAGEFLAGS) - 1;
5267
5268         for (i = 0; pageflag_names[i].name && flags; i++) {
5269
5270                 mask = pageflag_names[i].mask;
5271                 if ((flags & mask) != mask)
5272                         continue;
5273
5274                 flags &= ~mask;
5275                 printk("%s%s", delim, pageflag_names[i].name);
5276                 delim = "|";
5277         }
5278
5279         /* check for left over flags */
5280         if (flags)
5281                 printk("%s%#lx", delim, flags);
5282
5283         printk(")\n");
5284 }
5285
5286 void dump_page(struct page *page)
5287 {
5288         printk(KERN_ALERT
5289                "page:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%#lx\n",
5290                 page, page_count(page), page_mapcount(page),
5291                 page->mapping, page->index);
5292         dump_page_flags(page->flags);
5293 }