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