8f155e9e43db827efbe04d6c097dc3ab9776a6b7
[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/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/oom.h>
32 #include <linux/notifier.h>
33 #include <linux/topology.h>
34 #include <linux/sysctl.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/memory_hotplug.h>
38 #include <linux/nodemask.h>
39 #include <linux/vmalloc.h>
40 #include <linux/mempolicy.h>
41 #include <linux/stop_machine.h>
42 #include <linux/sort.h>
43 #include <linux/pfn.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/fault-inject.h>
46 #include <linux/page-isolation.h>
47 #include <linux/memcontrol.h>
48 #include <linux/debugobjects.h>
49
50 #include <asm/tlbflush.h>
51 #include <asm/div64.h>
52 #include "internal.h"
53
54 /*
55  * Array of node states.
56  */
57 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
58         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
59         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
60 #ifndef CONFIG_NUMA
61         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
62 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
63         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
64 #endif
65         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
66 #endif  /* NUMA */
67 };
68 EXPORT_SYMBOL(node_states);
69
70 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
71 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
72 long nr_swap_pages;
73 int percpu_pagelist_fraction;
74
75 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
76 int pageblock_order __read_mostly;
77 #endif
78
79 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
80
81 /*
82  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
83  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
84  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
85  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
86  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
87  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
88  *
89  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
90  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
91  */
92 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
93 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
94          256,
95 #endif
96 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
97          256,
98 #endif
99 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
100          32,
101 #endif
102          32,
103 };
104
105 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
106
107 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
108 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
109          "DMA",
110 #endif
111 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
112          "DMA32",
113 #endif
114          "Normal",
115 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
116          "HighMem",
117 #endif
118          "Movable",
119 };
120
121 int min_free_kbytes = 1024;
122
123 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
124 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
125 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
126
127 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
128   /*
129    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
130    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
131    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
132    * so the number of times add_active_range() can be called is
133    * related to the number of nodes and the number of holes
134    */
135   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
136     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
137     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
138   #else
139     #if MAX_NUMNODES >= 32
140       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
141       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
142     #else
143       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
144       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
145     #endif
146   #endif
147
148   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
149   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
150   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
151   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
152 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
153   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
154   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
155 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
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 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
168 #endif
169
170 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
171
172 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
173 {
174         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
175                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
176 }
177
178 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
179 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
180 {
181         int ret = 0;
182         unsigned seq;
183         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
184
185         do {
186                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
187                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
188                         ret = 1;
189                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
190                         ret = 1;
191         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
192
193         return ret;
194 }
195
196 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
197 {
198         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
199                 return 0;
200         if (zone != page_zone(page))
201                 return 0;
202
203         return 1;
204 }
205 /*
206  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
207  */
208 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
209 {
210         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
211                 return 1;
212         if (!page_is_consistent(zone, page))
213                 return 1;
214
215         return 0;
216 }
217 #else
218 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
219 {
220         return 0;
221 }
222 #endif
223
224 static void bad_page(struct page *page)
225 {
226         void *pc = page_get_page_cgroup(page);
227
228         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n" KERN_EMERG
229                 "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n",
230                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
231                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
232                 page_mapcount(page), page_count(page));
233         if (pc) {
234                 printk(KERN_EMERG "cgroup:%p\n", pc);
235                 page_reset_bad_cgroup(page);
236         }
237         printk(KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
238                 KERN_EMERG "Backtrace:\n");
239         dump_stack();
240         page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CLEAR_WHEN_BAD;
241         set_page_count(page, 0);
242         reset_page_mapcount(page);
243         page->mapping = NULL;
244         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
245 }
246
247 /*
248  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
249  *
250  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
251  *
252  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
253  *
254  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
255  * the head page (even the head page has this).
256  *
257  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
258  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
259  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
260  */
261
262 static void free_compound_page(struct page *page)
263 {
264         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
265 }
266
267 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
268 {
269         int i;
270         int nr_pages = 1 << order;
271         struct page *p = page + 1;
272
273         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
274         set_compound_order(page, order);
275         __SetPageHead(page);
276         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p++) {
277                 if (unlikely((i & (MAX_ORDER_NR_PAGES - 1)) == 0))
278                         p = pfn_to_page(page_to_pfn(page) + i);
279                 __SetPageTail(p);
280                 p->first_page = page;
281         }
282 }
283
284 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
285 {
286         int i;
287         int nr_pages = 1 << order;
288         struct page *p = page + 1;
289
290         if (unlikely(compound_order(page) != order))
291                 bad_page(page);
292
293         if (unlikely(!PageHead(page)))
294                         bad_page(page);
295         __ClearPageHead(page);
296         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p++) {
297                 if (unlikely((i & (MAX_ORDER_NR_PAGES - 1)) == 0))
298                         p = pfn_to_page(page_to_pfn(page) + i);
299
300                 if (unlikely(!PageTail(p) |
301                                 (p->first_page != page)))
302                         bad_page(page);
303                 __ClearPageTail(p);
304         }
305 }
306
307 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
308 {
309         int i;
310
311         /*
312          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
313          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
314          */
315         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
316         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
317                 clear_highpage(page + i);
318 }
319
320 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
321 {
322         set_page_private(page, order);
323         __SetPageBuddy(page);
324 }
325
326 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
327 {
328         __ClearPageBuddy(page);
329         set_page_private(page, 0);
330 }
331
332 /*
333  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
334  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
335  *
336  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
337  * the following equation:
338  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
339  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
340  * 1 buddy is #10:
341  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
342  *
343  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
344  * satisfies the following equation:
345  *     P = B & ~(1 << O)
346  *
347  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
348  */
349 static inline struct page *
350 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
351 {
352         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
353
354         return page + (buddy_idx - page_idx);
355 }
356
357 static inline unsigned long
358 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
359 {
360         return (page_idx & ~(1 << order));
361 }
362
363 /*
364  * This function checks whether a page is free && is the buddy
365  * we can do coalesce a page and its buddy if
366  * (a) the buddy is not in a hole &&
367  * (b) the buddy is in the buddy system &&
368  * (c) a page and its buddy have the same order &&
369  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
370  *
371  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
372  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
373  *
374  * For recording page's order, we use page_private(page).
375  */
376 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
377                                                                 int order)
378 {
379         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
380                 return 0;
381
382         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
383                 return 0;
384
385         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
386                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
387                 return 1;
388         }
389         return 0;
390 }
391
392 /*
393  * Freeing function for a buddy system allocator.
394  *
395  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
396  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
397  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
398  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
399  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
400  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
401  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
402  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
403  * parts of the VM system.
404  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
405  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
406  * order is recorded in page_private(page) field.
407  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
408  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
409  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
410  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
411  * triggers coalescing into a block of larger size.            
412  *
413  * -- wli
414  */
415
416 static inline void __free_one_page(struct page *page,
417                 struct zone *zone, unsigned int order)
418 {
419         unsigned long page_idx;
420         int order_size = 1 << order;
421         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
422
423         if (unlikely(PageCompound(page)))
424                 destroy_compound_page(page, order);
425
426         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
427
428         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
429         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
430
431         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
432         while (order < MAX_ORDER-1) {
433                 unsigned long combined_idx;
434                 struct page *buddy;
435
436                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
437                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
438                         break;
439
440                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
441                 list_del(&buddy->lru);
442                 zone->free_area[order].nr_free--;
443                 rmv_page_order(buddy);
444                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
445                 page = page + (combined_idx - page_idx);
446                 page_idx = combined_idx;
447                 order++;
448         }
449         set_page_order(page, order);
450         list_add(&page->lru,
451                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
452         zone->free_area[order].nr_free++;
453 }
454
455 static inline int free_pages_check(struct page *page)
456 {
457         free_page_mlock(page);
458         if (unlikely(page_mapcount(page) |
459                 (page->mapping != NULL)  |
460                 (page_get_page_cgroup(page) != NULL) |
461                 (page_count(page) != 0)  |
462                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE)))
463                 bad_page(page);
464         if (PageDirty(page))
465                 __ClearPageDirty(page);
466         if (PageSwapBacked(page))
467                 __ClearPageSwapBacked(page);
468         /*
469          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
470          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
471          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
472          */
473         return PageReserved(page);
474 }
475
476 /*
477  * Frees a list of pages. 
478  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
479  * count is the number of pages to free.
480  *
481  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
482  * see if this freeing clears that state.
483  *
484  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
485  * pinned" detection logic.
486  */
487 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
488                                         struct list_head *list, int order)
489 {
490         spin_lock(&zone->lock);
491         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
492         zone->pages_scanned = 0;
493         while (count--) {
494                 struct page *page;
495
496                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
497                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
498                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
499                 list_del(&page->lru);
500                 __free_one_page(page, zone, order);
501         }
502         spin_unlock(&zone->lock);
503 }
504
505 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
506 {
507         spin_lock(&zone->lock);
508         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
509         zone->pages_scanned = 0;
510         __free_one_page(page, zone, order);
511         spin_unlock(&zone->lock);
512 }
513
514 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
515 {
516         unsigned long flags;
517         int i;
518         int reserved = 0;
519
520         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
521                 reserved += free_pages_check(page + i);
522         if (reserved)
523                 return;
524
525         if (!PageHighMem(page)) {
526                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
527                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
528                                            PAGE_SIZE << order);
529         }
530         arch_free_page(page, order);
531         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
532
533         local_irq_save(flags);
534         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
535         free_one_page(page_zone(page), page, order);
536         local_irq_restore(flags);
537 }
538
539 /*
540  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
541  */
542 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
543 {
544         if (order == 0) {
545                 __ClearPageReserved(page);
546                 set_page_count(page, 0);
547                 set_page_refcounted(page);
548                 __free_page(page);
549         } else {
550                 int loop;
551
552                 prefetchw(page);
553                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
554                         struct page *p = &page[loop];
555
556                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
557                                 prefetchw(p + 1);
558                         __ClearPageReserved(p);
559                         set_page_count(p, 0);
560                 }
561
562                 set_page_refcounted(page);
563                 __free_pages(page, order);
564         }
565 }
566
567
568 /*
569  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
570  * Please do not alter this order without good reasons and regression
571  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
572  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
573  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
574  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
575  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
576  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
577  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
578  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
579  *
580  * -- wli
581  */
582 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
583         int low, int high, struct free_area *area,
584         int migratetype)
585 {
586         unsigned long size = 1 << high;
587
588         while (high > low) {
589                 area--;
590                 high--;
591                 size >>= 1;
592                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
593                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
594                 area->nr_free++;
595                 set_page_order(&page[size], high);
596         }
597 }
598
599 /*
600  * This page is about to be returned from the page allocator
601  */
602 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
603 {
604         if (unlikely(page_mapcount(page) |
605                 (page->mapping != NULL)  |
606                 (page_get_page_cgroup(page) != NULL) |
607                 (page_count(page) != 0)  |
608                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)))
609                 bad_page(page);
610
611         /*
612          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
613          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
614          */
615         if (PageReserved(page))
616                 return 1;
617
618         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_reclaim |
619                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
620                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk
621 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
622                         | 1 << PG_mlocked
623 #endif
624                         );
625         set_page_private(page, 0);
626         set_page_refcounted(page);
627
628         arch_alloc_page(page, order);
629         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
630
631         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
632                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
633
634         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
635                 prep_compound_page(page, order);
636
637         return 0;
638 }
639
640 /*
641  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
642  * the smallest available page from the freelists
643  */
644 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
645                                                 int migratetype)
646 {
647         unsigned int current_order;
648         struct free_area * area;
649         struct page *page;
650
651         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
652         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
653                 area = &(zone->free_area[current_order]);
654                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
655                         continue;
656
657                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
658                                                         struct page, lru);
659                 list_del(&page->lru);
660                 rmv_page_order(page);
661                 area->nr_free--;
662                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
663                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
664                 return page;
665         }
666
667         return NULL;
668 }
669
670
671 /*
672  * This array describes the order lists are fallen back to when
673  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
674  */
675 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
676         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
677         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
678         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
679         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
680 };
681
682 /*
683  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
684  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
685  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
686  */
687 static int move_freepages(struct zone *zone,
688                           struct page *start_page, struct page *end_page,
689                           int migratetype)
690 {
691         struct page *page;
692         unsigned long order;
693         int pages_moved = 0;
694
695 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
696         /*
697          * page_zone is not safe to call in this context when
698          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
699          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
700          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
701          * grouping pages by mobility
702          */
703         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
704 #endif
705
706         for (page = start_page; page <= end_page;) {
707                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
708                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
709
710                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
711                         page++;
712                         continue;
713                 }
714
715                 if (!PageBuddy(page)) {
716                         page++;
717                         continue;
718                 }
719
720                 order = page_order(page);
721                 list_del(&page->lru);
722                 list_add(&page->lru,
723                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
724                 page += 1 << order;
725                 pages_moved += 1 << order;
726         }
727
728         return pages_moved;
729 }
730
731 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
732                                 int migratetype)
733 {
734         unsigned long start_pfn, end_pfn;
735         struct page *start_page, *end_page;
736
737         start_pfn = page_to_pfn(page);
738         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
739         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
740         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
741         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
742
743         /* Do not cross zone boundaries */
744         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
745                 start_page = page;
746         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
747                 return 0;
748
749         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
750 }
751
752 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
753 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
754                                                 int start_migratetype)
755 {
756         struct free_area * area;
757         int current_order;
758         struct page *page;
759         int migratetype, i;
760
761         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
762         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
763                                                 --current_order) {
764                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
765                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
766
767                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
768                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
769                                 continue;
770
771                         area = &(zone->free_area[current_order]);
772                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
773                                 continue;
774
775                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
776                                         struct page, lru);
777                         area->nr_free--;
778
779                         /*
780                          * If breaking a large block of pages, move all free
781                          * pages to the preferred allocation list. If falling
782                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
783                          * agressive about taking ownership of free pages
784                          */
785                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
786                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
787                                 unsigned long pages;
788                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
789                                                                 start_migratetype);
790
791                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
792                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
793                                         set_pageblock_migratetype(page,
794                                                                 start_migratetype);
795
796                                 migratetype = start_migratetype;
797                         }
798
799                         /* Remove the page from the freelists */
800                         list_del(&page->lru);
801                         rmv_page_order(page);
802                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
803                                                         -(1UL << order));
804
805                         if (current_order == pageblock_order)
806                                 set_pageblock_migratetype(page,
807                                                         start_migratetype);
808
809                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
810                         return page;
811                 }
812         }
813
814         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
815         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
816 }
817
818 /*
819  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
820  * Call me with the zone->lock already held.
821  */
822 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
823                                                 int migratetype)
824 {
825         struct page *page;
826
827         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
828
829         if (unlikely(!page))
830                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
831
832         return page;
833 }
834
835 /* 
836  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
837  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
838  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
839  */
840 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
841                         unsigned long count, struct list_head *list,
842                         int migratetype)
843 {
844         int i;
845         
846         spin_lock(&zone->lock);
847         for (i = 0; i < count; ++i) {
848                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
849                 if (unlikely(page == NULL))
850                         break;
851
852                 /*
853                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
854                  * in physical page order. The page is added to the callers and
855                  * list and the list head then moves forward. From the callers
856                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
857                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
858                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
859                  * properly.
860                  */
861                 list_add(&page->lru, list);
862                 set_page_private(page, migratetype);
863                 list = &page->lru;
864         }
865         spin_unlock(&zone->lock);
866         return i;
867 }
868
869 #ifdef CONFIG_NUMA
870 /*
871  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
872  * currently executing processor on remote nodes after they have
873  * expired.
874  *
875  * Note that this function must be called with the thread pinned to
876  * a single processor.
877  */
878 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
879 {
880         unsigned long flags;
881         int to_drain;
882
883         local_irq_save(flags);
884         if (pcp->count >= pcp->batch)
885                 to_drain = pcp->batch;
886         else
887                 to_drain = pcp->count;
888         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
889         pcp->count -= to_drain;
890         local_irq_restore(flags);
891 }
892 #endif
893
894 /*
895  * Drain pages of the indicated processor.
896  *
897  * The processor must either be the current processor and the
898  * thread pinned to the current processor or a processor that
899  * is not online.
900  */
901 static void drain_pages(unsigned int cpu)
902 {
903         unsigned long flags;
904         struct zone *zone;
905
906         for_each_zone(zone) {
907                 struct per_cpu_pageset *pset;
908                 struct per_cpu_pages *pcp;
909
910                 if (!populated_zone(zone))
911                         continue;
912
913                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
914
915                 pcp = &pset->pcp;
916                 local_irq_save(flags);
917                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
918                 pcp->count = 0;
919                 local_irq_restore(flags);
920         }
921 }
922
923 /*
924  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
925  */
926 void drain_local_pages(void *arg)
927 {
928         drain_pages(smp_processor_id());
929 }
930
931 /*
932  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
933  */
934 void drain_all_pages(void)
935 {
936         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
937 }
938
939 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
940
941 void mark_free_pages(struct zone *zone)
942 {
943         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
944         unsigned long flags;
945         int order, t;
946         struct list_head *curr;
947
948         if (!zone->spanned_pages)
949                 return;
950
951         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
952
953         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
954         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
955                 if (pfn_valid(pfn)) {
956                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
957
958                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
959                                 swsusp_unset_page_free(page);
960                 }
961
962         for_each_migratetype_order(order, t) {
963                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
964                         unsigned long i;
965
966                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
967                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
968                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
969                 }
970         }
971         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
972 }
973 #endif /* CONFIG_PM */
974
975 /*
976  * Free a 0-order page
977  */
978 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
979 {
980         struct zone *zone = page_zone(page);
981         struct per_cpu_pages *pcp;
982         unsigned long flags;
983
984         if (PageAnon(page))
985                 page->mapping = NULL;
986         if (free_pages_check(page))
987                 return;
988
989         if (!PageHighMem(page)) {
990                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
991                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
992         }
993         arch_free_page(page, 0);
994         kernel_map_pages(page, 1, 0);
995
996         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
997         local_irq_save(flags);
998         __count_vm_event(PGFREE);
999         if (cold)
1000                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
1001         else
1002                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
1003         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1004         pcp->count++;
1005         if (pcp->count >= pcp->high) {
1006                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1007                 pcp->count -= pcp->batch;
1008         }
1009         local_irq_restore(flags);
1010         put_cpu();
1011 }
1012
1013 void free_hot_page(struct page *page)
1014 {
1015         free_hot_cold_page(page, 0);
1016 }
1017         
1018 void free_cold_page(struct page *page)
1019 {
1020         free_hot_cold_page(page, 1);
1021 }
1022
1023 /*
1024  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1025  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1026  * Each sub-page must be freed individually.
1027  *
1028  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1029  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1030  */
1031 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1032 {
1033         int i;
1034
1035         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1036         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1037         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1038                 set_page_refcounted(page + i);
1039 }
1040
1041 /*
1042  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1043  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1044  * or two.
1045  */
1046 static struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1047                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1048 {
1049         unsigned long flags;
1050         struct page *page;
1051         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1052         int cpu;
1053         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1054
1055 again:
1056         cpu  = get_cpu();
1057         if (likely(order == 0)) {
1058                 struct per_cpu_pages *pcp;
1059
1060                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1061                 local_irq_save(flags);
1062                 if (!pcp->count) {
1063                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1064                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1065                         if (unlikely(!pcp->count))
1066                                 goto failed;
1067                 }
1068
1069                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1070                 if (cold) {
1071                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1072                                 if (page_private(page) == migratetype)
1073                                         break;
1074                 } else {
1075                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1076                                 if (page_private(page) == migratetype)
1077                                         break;
1078                 }
1079
1080                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1081                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1082                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1083                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1084                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1085                 }
1086
1087                 list_del(&page->lru);
1088                 pcp->count--;
1089         } else {
1090                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1091                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1092                 spin_unlock(&zone->lock);
1093                 if (!page)
1094                         goto failed;
1095         }
1096
1097         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1098         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1099         local_irq_restore(flags);
1100         put_cpu();
1101
1102         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1103         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1104                 goto again;
1105         return page;
1106
1107 failed:
1108         local_irq_restore(flags);
1109         put_cpu();
1110         return NULL;
1111 }
1112
1113 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1114 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1115 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1116 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1117 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1118 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1119 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1120
1121 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1122
1123 static struct fail_page_alloc_attr {
1124         struct fault_attr attr;
1125
1126         u32 ignore_gfp_highmem;
1127         u32 ignore_gfp_wait;
1128         u32 min_order;
1129
1130 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1131
1132         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1133         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1134         struct dentry *min_order_file;
1135
1136 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1137
1138 } fail_page_alloc = {
1139         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1140         .ignore_gfp_wait = 1,
1141         .ignore_gfp_highmem = 1,
1142         .min_order = 1,
1143 };
1144
1145 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1146 {
1147         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1148 }
1149 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1150
1151 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1152 {
1153         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1154                 return 0;
1155         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1156                 return 0;
1157         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1158                 return 0;
1159         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1160                 return 0;
1161
1162         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1163 }
1164
1165 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1166
1167 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1168 {
1169         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1170         struct dentry *dir;
1171         int err;
1172
1173         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1174                                        "fail_page_alloc");
1175         if (err)
1176                 return err;
1177         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1178
1179         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1180                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1181                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1182
1183         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1184                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1185                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1186         fail_page_alloc.min_order_file =
1187                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1188                                    &fail_page_alloc.min_order);
1189
1190         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1191             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1192             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1193                 err = -ENOMEM;
1194                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1195                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1196                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1197                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1198         }
1199
1200         return err;
1201 }
1202
1203 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1204
1205 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1206
1207 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1208
1209 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1210 {
1211         return 0;
1212 }
1213
1214 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1215
1216 /*
1217  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1218  * of the allocation.
1219  */
1220 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1221                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1222 {
1223         /* free_pages my go negative - that's OK */
1224         long min = mark;
1225         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1226         int o;
1227
1228         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1229                 min -= min / 2;
1230         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1231                 min -= min / 4;
1232
1233         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1234                 return 0;
1235         for (o = 0; o < order; o++) {
1236                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1237                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1238
1239                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1240                 min >>= 1;
1241
1242                 if (free_pages <= min)
1243                         return 0;
1244         }
1245         return 1;
1246 }
1247
1248 #ifdef CONFIG_NUMA
1249 /*
1250  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1251  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1252  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1253  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1254  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1255  *
1256  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1257  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1258  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1259  *
1260  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1261  * nothing and returns NULL.
1262  *
1263  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1264  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1265  *
1266  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1267  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1268  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1269  * quickly as we can.
1270  */
1271 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1272 {
1273         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1274         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1275
1276         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1277         if (!zlc)
1278                 return NULL;
1279
1280         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1281                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1282                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1283         }
1284
1285         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1286                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1287                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1288         return allowednodes;
1289 }
1290
1291 /*
1292  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1293  * if it is worth looking at further for free memory:
1294  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1295  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1296  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1297  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1298  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1299  * else return false (zero) if it is not.
1300  *
1301  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1302  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1303  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1304  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1305  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1306  * into the second scan of the zonelist.
1307  *
1308  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1309  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1310  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1311  * unturned looking for a free page.
1312  */
1313 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1314                                                 nodemask_t *allowednodes)
1315 {
1316         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1317         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1318         int n;                          /* node that zone *z is on */
1319
1320         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1321         if (!zlc)
1322                 return 1;
1323
1324         i = z - zonelist->_zonerefs;
1325         n = zlc->z_to_n[i];
1326
1327         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1328         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1329 }
1330
1331 /*
1332  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1333  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1334  * from that zone don't waste time re-examining it.
1335  */
1336 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1337 {
1338         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1339         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1340
1341         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1342         if (!zlc)
1343                 return;
1344
1345         i = z - zonelist->_zonerefs;
1346
1347         set_bit(i, zlc->fullzones);
1348 }
1349
1350 #else   /* CONFIG_NUMA */
1351
1352 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1353 {
1354         return NULL;
1355 }
1356
1357 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1358                                 nodemask_t *allowednodes)
1359 {
1360         return 1;
1361 }
1362
1363 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1364 {
1365 }
1366 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1367
1368 /*
1369  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1370  * a page.
1371  */
1372 static struct page *
1373 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1374                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags)
1375 {
1376         struct zoneref *z;
1377         struct page *page = NULL;
1378         int classzone_idx;
1379         struct zone *zone, *preferred_zone;
1380         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1381         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1382         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1383
1384         (void)first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1385                                                         &preferred_zone);
1386         if (!preferred_zone)
1387                 return NULL;
1388
1389         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1390
1391 zonelist_scan:
1392         /*
1393          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1394          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1395          */
1396         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1397                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1398                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1399                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1400                                 continue;
1401                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1402                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1403                                 goto try_next_zone;
1404
1405                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1406                         unsigned long mark;
1407                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1408                                 mark = zone->pages_min;
1409                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1410                                 mark = zone->pages_low;
1411                         else
1412                                 mark = zone->pages_high;
1413                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1414                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1415                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1416                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1417                                         goto this_zone_full;
1418                         }
1419                 }
1420
1421                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1422                 if (page)
1423                         break;
1424 this_zone_full:
1425                 if (NUMA_BUILD)
1426                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1427 try_next_zone:
1428                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1429                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1430                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1431                         zlc_active = 1;
1432                         did_zlc_setup = 1;
1433                 }
1434         }
1435
1436         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1437                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1438                 zlc_active = 0;
1439                 goto zonelist_scan;
1440         }
1441         return page;
1442 }
1443
1444 /*
1445  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1446  */
1447 struct page *
1448 __alloc_pages_internal(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1449                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1450 {
1451         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1452         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1453         struct zoneref *z;
1454         struct zone *zone;
1455         struct page *page;
1456         struct reclaim_state reclaim_state;
1457         struct task_struct *p = current;
1458         int do_retry;
1459         int alloc_flags;
1460         unsigned long did_some_progress;
1461         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1462
1463         might_sleep_if(wait);
1464
1465         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1466                 return NULL;
1467
1468 restart:
1469         z = zonelist->_zonerefs;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1470
1471         if (unlikely(!z->zone)) {
1472                 /*
1473                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1474                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1475                  */
1476                 return NULL;
1477         }
1478
1479         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1480                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1481         if (page)
1482                 goto got_pg;
1483
1484         /*
1485          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1486          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1487          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1488          * using a larger set of nodes after it has established that the
1489          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1490          * over allocated.
1491          */
1492         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1493                 goto nopage;
1494
1495         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1496                 wakeup_kswapd(zone, order);
1497
1498         /*
1499          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1500          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1501          * to how we want to proceed.
1502          *
1503          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1504          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1505          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1506          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1507          */
1508         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1509         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1510                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1511         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1512                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1513         if (wait)
1514                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1515
1516         /*
1517          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1518          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1519          *
1520          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1521          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1522          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1523          */
1524         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1525                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1526         if (page)
1527                 goto got_pg;
1528
1529         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1530
1531 rebalance:
1532         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1533                         && !in_interrupt()) {
1534                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1535 nofail_alloc:
1536                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1537                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1538                                 zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1539                         if (page)
1540                                 goto got_pg;
1541                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1542                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1543                                 goto nofail_alloc;
1544                         }
1545                 }
1546                 goto nopage;
1547         }
1548
1549         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1550         if (!wait)
1551                 goto nopage;
1552
1553         cond_resched();
1554
1555         /* We now go into synchronous reclaim */
1556         cpuset_memory_pressure_bump();
1557         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1558         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1559         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1560
1561         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask);
1562
1563         p->reclaim_state = NULL;
1564         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1565
1566         cond_resched();
1567
1568         if (order != 0)
1569                 drain_all_pages();
1570
1571         if (likely(did_some_progress)) {
1572                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1573                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1574                 if (page)
1575                         goto got_pg;
1576         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1577                 if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1578                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1579                         goto restart;
1580                 }
1581
1582                 /*
1583                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1584                  * very high watermark here, this is only to catch
1585                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1586                  * under heavy pressure.
1587                  */
1588                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1589                         order, zonelist, high_zoneidx,
1590                         ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1591                 if (page) {
1592                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1593                         goto got_pg;
1594                 }
1595
1596                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1597                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1598                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1599                         goto nopage;
1600                 }
1601
1602                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1603                 clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1604                 goto restart;
1605         }
1606
1607         /*
1608          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1609          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1610          *
1611          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1612          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1613          * implementations.
1614          *
1615          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1616          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1617          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1618          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1619          * allocation still fails, we stop retrying.
1620          */
1621         pages_reclaimed += did_some_progress;
1622         do_retry = 0;
1623         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1624                 if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1625                         do_retry = 1;
1626                 } else {
1627                         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT &&
1628                                 pages_reclaimed < (1 << order))
1629                                         do_retry = 1;
1630                 }
1631                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1632                         do_retry = 1;
1633         }
1634         if (do_retry) {
1635                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1636                 goto rebalance;
1637         }
1638
1639 nopage:
1640         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1641                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1642                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1643                         p->comm, order, gfp_mask);
1644                 dump_stack();
1645                 show_mem();
1646         }
1647 got_pg:
1648         return page;
1649 }
1650 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_internal);
1651
1652 /*
1653  * Common helper functions.
1654  */
1655 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1656 {
1657         struct page * page;
1658         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1659         if (!page)
1660                 return 0;
1661         return (unsigned long) page_address(page);
1662 }
1663
1664 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1665
1666 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1667 {
1668         struct page * page;
1669
1670         /*
1671          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1672          * a highmem page
1673          */
1674         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1675
1676         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1677         if (page)
1678                 return (unsigned long) page_address(page);
1679         return 0;
1680 }
1681
1682 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1683
1684 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1685 {
1686         int i = pagevec_count(pvec);
1687
1688         while (--i >= 0)
1689                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1690 }
1691
1692 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1693 {
1694         if (put_page_testzero(page)) {
1695                 if (order == 0)
1696                         free_hot_page(page);
1697                 else
1698                         __free_pages_ok(page, order);
1699         }
1700 }
1701
1702 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1703
1704 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1705 {
1706         if (addr != 0) {
1707                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1708                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1709         }
1710 }
1711
1712 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1713
1714 /**
1715  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1716  * @size: the number of bytes to allocate
1717  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1718  *
1719  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1720  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1721  * allocate memory in power-of-two pages.
1722  *
1723  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1724  *
1725  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1726  */
1727 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1728 {
1729         unsigned int order = get_order(size);
1730         unsigned long addr;
1731
1732         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1733         if (addr) {
1734                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1735                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1736
1737                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1738                 while (used < alloc_end) {
1739                         free_page(used);
1740                         used += PAGE_SIZE;
1741                 }
1742         }
1743
1744         return (void *)addr;
1745 }
1746 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1747
1748 /**
1749  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1750  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1751  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1752  *
1753  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1754  */
1755 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1756 {
1757         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1758         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1759
1760         while (addr < end) {
1761                 free_page(addr);
1762                 addr += PAGE_SIZE;
1763         }
1764 }
1765 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1766
1767 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1768 {
1769         struct zoneref *z;
1770         struct zone *zone;
1771
1772         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1773         unsigned int sum = 0;
1774
1775         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1776
1777         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1778                 unsigned long size = zone->present_pages;
1779                 unsigned long high = zone->pages_high;
1780                 if (size > high)
1781                         sum += size - high;
1782         }
1783
1784         return sum;
1785 }
1786
1787 /*
1788  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1789  */
1790 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1791 {
1792         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1793 }
1794 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1795
1796 /*
1797  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1798  */
1799 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1800 {
1801         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1802 }
1803
1804 static inline void show_node(struct zone *zone)
1805 {
1806         if (NUMA_BUILD)
1807                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1808 }
1809
1810 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1811 {
1812         val->totalram = totalram_pages;
1813         val->sharedram = 0;
1814         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1815         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1816         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1817         val->freehigh = nr_free_highpages();
1818         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1819 }
1820
1821 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1822
1823 #ifdef CONFIG_NUMA
1824 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1825 {
1826         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1827
1828         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1829         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1830 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1831         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1832         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1833                         NR_FREE_PAGES);
1834 #else
1835         val->totalhigh = 0;
1836         val->freehigh = 0;
1837 #endif
1838         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1839 }
1840 #endif
1841
1842 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1843
1844 /*
1845  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1846  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1847  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1848  */
1849 void show_free_areas(void)
1850 {
1851         int cpu;
1852         struct zone *zone;
1853
1854         for_each_zone(zone) {
1855                 if (!populated_zone(zone))
1856                         continue;
1857
1858                 show_node(zone);
1859                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1860
1861                 for_each_online_cpu(cpu) {
1862                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1863
1864                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1865
1866                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1867                                cpu, pageset->pcp.high,
1868                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1869                 }
1870         }
1871
1872         printk("Active_anon:%lu active_file:%lu inactive_anon:%lu\n"
1873                 " inactive_file:%lu"
1874 //TODO:  check/adjust line lengths
1875 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1876                 " unevictable:%lu"
1877 #endif
1878                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1879                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1880                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
1881                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
1882                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
1883                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
1884 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1885                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
1886 #endif
1887                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1888                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1889                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1890                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1891                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1892                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1893                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1894                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1895                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1896
1897         for_each_zone(zone) {
1898                 int i;
1899
1900                 if (!populated_zone(zone))
1901                         continue;
1902
1903                 show_node(zone);
1904                 printk("%s"
1905                         " free:%lukB"
1906                         " min:%lukB"
1907                         " low:%lukB"
1908                         " high:%lukB"
1909                         " active_anon:%lukB"
1910                         " inactive_anon:%lukB"
1911                         " active_file:%lukB"
1912                         " inactive_file:%lukB"
1913 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1914                         " unevictable:%lukB"
1915 #endif
1916                         " present:%lukB"
1917                         " pages_scanned:%lu"
1918                         " all_unreclaimable? %s"
1919                         "\n",
1920                         zone->name,
1921                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1922                         K(zone->pages_min),
1923                         K(zone->pages_low),
1924                         K(zone->pages_high),
1925                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
1926                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
1927                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
1928                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
1929 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1930                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
1931 #endif
1932                         K(zone->present_pages),
1933                         zone->pages_scanned,
1934                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1935                         );
1936                 printk("lowmem_reserve[]:");
1937                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1938                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1939                 printk("\n");
1940         }
1941
1942         for_each_zone(zone) {
1943                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1944
1945                 if (!populated_zone(zone))
1946                         continue;
1947
1948                 show_node(zone);
1949                 printk("%s: ", zone->name);
1950
1951                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1952                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1953                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1954                         total += nr[order] << order;
1955                 }
1956                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1957                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1958                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1959                 printk("= %lukB\n", K(total));
1960         }
1961
1962         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
1963
1964         show_swap_cache_info();
1965 }
1966
1967 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
1968 {
1969         zoneref->zone = zone;
1970         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
1971 }
1972
1973 /*
1974  * Builds allocation fallback zone lists.
1975  *
1976  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1977  */
1978 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1979                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1980 {
1981         struct zone *zone;
1982
1983         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1984         zone_type++;
1985
1986         do {
1987                 zone_type--;
1988                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1989                 if (populated_zone(zone)) {
1990                         zoneref_set_zone(zone,
1991                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
1992                         check_highest_zone(zone_type);
1993                 }
1994
1995         } while (zone_type);
1996         return nr_zones;
1997 }
1998
1999
2000 /*
2001  *  zonelist_order:
2002  *  0 = automatic detection of better ordering.
2003  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2004  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2005  *
2006  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2007  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2008  */
2009 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2010 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2011 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2012
2013 /* zonelist order in the kernel.
2014  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2015  */
2016 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2017 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2018
2019
2020 #ifdef CONFIG_NUMA
2021 /* The value user specified ....changed by config */
2022 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2023 /* string for sysctl */
2024 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2025 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2026
2027 /*
2028  * interface for configure zonelist ordering.
2029  * command line option "numa_zonelist_order"
2030  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2031  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2032  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2033  */
2034
2035 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2036 {
2037         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2038                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2039         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2040                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2041         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2042                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2043         } else {
2044                 printk(KERN_WARNING
2045                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2046                         "%s\n", s);
2047                 return -EINVAL;
2048         }
2049         return 0;
2050 }
2051
2052 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2053 {
2054         if (s)
2055                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2056         return 0;
2057 }
2058 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2059
2060 /*
2061  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2062  */
2063 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2064                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2065                 loff_t *ppos)
2066 {
2067         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2068         int ret;
2069
2070         if (write)
2071                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2072                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2073         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2074         if (ret)
2075                 return ret;
2076         if (write) {
2077                 int oldval = user_zonelist_order;
2078                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2079                         /*
2080                          * bogus value.  restore saved string
2081                          */
2082                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2083                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2084                         user_zonelist_order = oldval;
2085                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2086                         build_all_zonelists();
2087         }
2088         return 0;
2089 }
2090
2091
2092 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2093 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2094
2095 /**
2096  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2097  * @node: node whose fallback list we're appending
2098  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2099  *
2100  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2101  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2102  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2103  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2104  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2105  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2106  * on them otherwise.
2107  * It returns -1 if no node is found.
2108  */
2109 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2110 {
2111         int n, val;
2112         int min_val = INT_MAX;
2113         int best_node = -1;
2114         node_to_cpumask_ptr(tmp, 0);
2115
2116         /* Use the local node if we haven't already */
2117         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2118                 node_set(node, *used_node_mask);
2119                 return node;
2120         }
2121
2122         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2123
2124                 /* Don't want a node to appear more than once */
2125                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2126                         continue;
2127
2128                 /* Use the distance array to find the distance */
2129                 val = node_distance(node, n);
2130
2131                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2132                 val += (n < node);
2133
2134                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2135                 node_to_cpumask_ptr_next(tmp, n);
2136                 if (!cpus_empty(*tmp))
2137                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2138
2139                 /* Slight preference for less loaded node */
2140                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2141                 val += node_load[n];
2142
2143                 if (val < min_val) {
2144                         min_val = val;
2145                         best_node = n;
2146                 }
2147         }
2148
2149         if (best_node >= 0)
2150                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2151
2152         return best_node;
2153 }
2154
2155
2156 /*
2157  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2158  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2159  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2160  */
2161 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2162 {
2163         int j;
2164         struct zonelist *zonelist;
2165
2166         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2167         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2168                 ;
2169         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2170                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2171         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2172         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2173 }
2174
2175 /*
2176  * Build gfp_thisnode zonelists
2177  */
2178 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2179 {
2180         int j;
2181         struct zonelist *zonelist;
2182
2183         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2184         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2185         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2186         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2187 }
2188
2189 /*
2190  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2191  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2192  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2193  * may still exist in local DMA zone.
2194  */
2195 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2196
2197 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2198 {
2199         int pos, j, node;
2200         int zone_type;          /* needs to be signed */
2201         struct zone *z;
2202         struct zonelist *zonelist;
2203
2204         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2205         pos = 0;
2206         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2207                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2208                         node = node_order[j];
2209                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2210                         if (populated_zone(z)) {
2211                                 zoneref_set_zone(z,
2212                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2213                                 check_highest_zone(zone_type);
2214                         }
2215                 }
2216         }
2217         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2218         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2219 }
2220
2221 static int default_zonelist_order(void)
2222 {
2223         int nid, zone_type;
2224         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2225         struct zone *z;
2226         int average_size;
2227         /*
2228          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2229          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2230          * into OOM very easily.
2231          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2232          */
2233         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2234         low_kmem_size = 0;
2235         total_size = 0;
2236         for_each_online_node(nid) {
2237                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2238                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2239                         if (populated_zone(z)) {
2240                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2241                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2242                                 total_size += z->present_pages;
2243                         }
2244                 }
2245         }
2246         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2247             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2248                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2249         /*
2250          * look into each node's config.
2251          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2252          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2253          */
2254         average_size = total_size /
2255                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2256         for_each_online_node(nid) {
2257                 low_kmem_size = 0;
2258                 total_size = 0;
2259                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2260                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2261                         if (populated_zone(z)) {
2262                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2263                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2264                                 total_size += z->present_pages;
2265                         }
2266                 }
2267                 if (low_kmem_size &&
2268                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2269                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2270                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2271         }
2272         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2273 }
2274
2275 static void set_zonelist_order(void)
2276 {
2277         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2278                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2279         else
2280                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2281 }
2282
2283 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2284 {
2285         int j, node, load;
2286         enum zone_type i;
2287         nodemask_t used_mask;
2288         int local_node, prev_node;
2289         struct zonelist *zonelist;
2290         int order = current_zonelist_order;
2291
2292         /* initialize zonelists */
2293         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2294                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2295                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2296                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2297         }
2298
2299         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2300         local_node = pgdat->node_id;
2301         load = num_online_nodes();
2302         prev_node = local_node;
2303         nodes_clear(used_mask);
2304
2305         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2306         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2307         j = 0;
2308
2309         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2310                 int distance = node_distance(local_node, node);
2311
2312                 /*
2313                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2314                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2315                  */
2316                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2317                         zone_reclaim_mode = 1;
2318
2319                 /*
2320                  * We don't want to pressure a particular node.
2321                  * So adding penalty to the first node in same
2322                  * distance group to make it round-robin.
2323                  */
2324                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2325                         node_load[node] = load;
2326
2327                 prev_node = node;
2328                 load--;
2329                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2330                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2331                 else
2332                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2333         }
2334
2335         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2336                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2337                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2338         }
2339
2340         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2341 }
2342
2343 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2344 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2345 {
2346         struct zonelist *zonelist;
2347         struct zonelist_cache *zlc;
2348         struct zoneref *z;
2349
2350         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2351         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2352         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2353         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2354                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2355 }
2356
2357
2358 #else   /* CONFIG_NUMA */
2359
2360 static void set_zonelist_order(void)
2361 {
2362         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2363 }
2364
2365 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2366 {
2367         int node, local_node;
2368         enum zone_type j;
2369         struct zonelist *zonelist;
2370
2371         local_node = pgdat->node_id;
2372
2373         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2374         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2375
2376         /*
2377          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2378          * of all the other nodes.
2379          * We don't want to pressure a particular node, so when
2380          * building the zones for node N, we make sure that the
2381          * zones coming right after the local ones are those from
2382          * node N+1 (modulo N)
2383          */
2384         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2385                 if (!node_online(node))
2386                         continue;
2387                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2388                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2389         }
2390         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2391                 if (!node_online(node))
2392                         continue;
2393                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2394                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2395         }
2396
2397         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2398         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2399 }
2400
2401 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2402 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2403 {
2404         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2405 }
2406
2407 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2408
2409 /* return values int ....just for stop_machine() */
2410 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2411 {
2412         int nid;
2413
2414         for_each_online_node(nid) {
2415                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2416
2417                 build_zonelists(pgdat);
2418                 build_zonelist_cache(pgdat);
2419         }
2420         return 0;
2421 }
2422
2423 void build_all_zonelists(void)
2424 {
2425         set_zonelist_order();
2426
2427         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2428                 __build_all_zonelists(NULL);
2429                 mminit_verify_zonelist();
2430                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2431         } else {
2432                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2433                    of zonelist */
2434                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2435                 /* cpuset refresh routine should be here */
2436         }
2437         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2438         /*
2439          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2440          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2441          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2442          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2443          * disabled and enable it later
2444          */
2445         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2446                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2447         else
2448                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2449
2450         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2451                 "Total pages: %ld\n",
2452                         num_online_nodes(),
2453                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2454                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2455                         vm_total_pages);
2456 #ifdef CONFIG_NUMA
2457         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2458 #endif
2459 }
2460
2461 /*
2462  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2463  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2464  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2465  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2466  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2467  * conservative, even though it seems large.
2468  *
2469  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2470  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2471  */
2472 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2473
2474 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2475 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2476 {
2477         unsigned long size = 1;
2478
2479         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2480
2481         while (size < pages)
2482                 size <<= 1;
2483
2484         /*
2485          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2486          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2487          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2488          */
2489         size = min(size, 4096UL);
2490
2491         return max(size, 4UL);
2492 }
2493 #else
2494 /*
2495  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2496  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2497  *
2498  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2499  *
2500  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2501  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2502  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2503  *
2504  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2505  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2506  *
2507  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2508  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2509  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2510  */
2511 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2512 {
2513         return 4096UL;
2514 }
2515 #endif
2516
2517 /*
2518  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2519  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2520  * hash function before the remainder is taken.
2521  */
2522 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2523 {
2524         return ffz(~size);
2525 }
2526
2527 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2528
2529 /*
2530  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2531  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2532  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2533  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2534  * blocks as reclaim kicks in
2535  */
2536 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2537 {
2538         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2539         struct page *page;
2540         unsigned long reserve, block_migratetype;
2541
2542         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2543         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2544         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2545         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2546                                                         pageblock_order;
2547
2548         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2549                 if (!pfn_valid(pfn))
2550                         continue;
2551                 page = pfn_to_page(pfn);
2552
2553                 /* Watch out for overlapping nodes */
2554                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2555                         continue;
2556
2557                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2558                 if (PageReserved(page))
2559                         continue;
2560
2561                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2562
2563                 /* If this block is reserved, account for it */
2564                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2565                         reserve--;
2566                         continue;
2567                 }
2568
2569                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2570                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2571                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2572                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2573                         reserve--;
2574                         continue;
2575                 }
2576
2577                 /*
2578                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2579                  * take it back
2580                  */
2581                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2582                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2583                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2584                 }
2585         }
2586 }
2587
2588 /*
2589  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2590  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2591  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2592  */
2593 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2594                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2595 {
2596         struct page *page;
2597         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2598         unsigned long pfn;
2599         struct zone *z;
2600
2601         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2602         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2603                 /*
2604                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2605                  * handed to this function.  They do not
2606                  * exist on hotplugged memory.
2607                  */
2608                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2609                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2610                                 continue;
2611                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2612                                 continue;
2613                 }
2614                 page = pfn_to_page(pfn);
2615                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2616                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2617                 init_page_count(page);
2618                 reset_page_mapcount(page);
2619                 SetPageReserved(page);
2620                 /*
2621                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2622                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2623                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2624                  * the address space during boot when many long-lived
2625                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2626                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2627                  * setup_zone_migrate_reserve()
2628                  *
2629                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2630                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2631                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2632                  * pfn out of zone.
2633                  */
2634                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2635                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2636                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2637                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2638
2639                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2640 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2641                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2642                 if (!is_highmem_idx(zone))
2643                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2644 #endif
2645         }
2646 }
2647
2648 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2649 {
2650         int order, t;
2651         for_each_migratetype_order(order, t) {
2652                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2653                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2654         }
2655 }
2656
2657 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2658 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2659         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2660 #endif
2661
2662 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2663 {
2664         int batch;
2665
2666         /*
2667          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2668          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2669          *
2670          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2671          */
2672         batch = zone->present_pages / 1024;
2673         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2674                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2675         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2676         if (batch < 1)
2677                 batch = 1;
2678
2679         /*
2680          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2681          * of 2 value was found to be more likely to have
2682          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2683          *
2684          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2685          * batches of pages, one task can end up with a lot
2686          * of pages of one half of the possible page colors
2687          * and the other with pages of the other colors.
2688          */
2689         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2690
2691         return batch;
2692 }
2693
2694 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2695 {
2696         struct per_cpu_pages *pcp;
2697
2698         memset(p, 0, sizeof(*p));
2699
2700         pcp = &p->pcp;
2701         pcp->count = 0;
2702         pcp->high = 6 * batch;
2703         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2704         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2705 }
2706
2707 /*
2708  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2709  * to the value high for the pageset p.
2710  */
2711
2712 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2713                                 unsigned long high)
2714 {
2715         struct per_cpu_pages *pcp;
2716
2717         pcp = &p->pcp;
2718         pcp->high = high;
2719         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2720         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2721                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2722 }
2723
2724
2725 #ifdef CONFIG_NUMA
2726 /*
2727  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2728  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2729  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2730  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2731  * with interrupts disabled.
2732  *
2733  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2734  *
2735  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2736  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2737  * hotplugged processors.
2738  *
2739  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2740  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2741  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2742  */
2743 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2744
2745 /*
2746  * Dynamically allocate memory for the
2747  * per cpu pageset array in struct zone.
2748  */
2749 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2750 {
2751         struct zone *zone, *dzone;
2752         int node = cpu_to_node(cpu);
2753
2754         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2755
2756         for_each_zone(zone) {
2757
2758                 if (!populated_zone(zone))
2759                         continue;
2760
2761                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2762                                          GFP_KERNEL, node);
2763                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2764                         goto bad;
2765
2766                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2767
2768                 if (percpu_pagelist_fraction)
2769                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2770                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2771         }
2772
2773         return 0;
2774 bad:
2775         for_each_zone(dzone) {
2776                 if (!populated_zone(dzone))
2777                         continue;
2778                 if (dzone == zone)
2779                         break;
2780                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2781                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2782         }
2783         return -ENOMEM;
2784 }
2785
2786 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2787 {
2788         struct zone *zone;
2789
2790         for_each_zone(zone) {
2791                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2792
2793                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2794                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2795                         kfree(pset);
2796                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2797         }
2798 }
2799
2800 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2801                 unsigned long action,
2802                 void *hcpu)
2803 {
2804         int cpu = (long)hcpu;
2805         int ret = NOTIFY_OK;
2806
2807         switch (action) {
2808         case CPU_UP_PREPARE:
2809         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2810                 if (process_zones(cpu))
2811                         ret = NOTIFY_BAD;
2812                 break;
2813         case CPU_UP_CANCELED:
2814         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2815         case CPU_DEAD:
2816         case CPU_DEAD_FROZEN:
2817                 free_zone_pagesets(cpu);
2818                 break;
2819         default:
2820                 break;
2821         }
2822         return ret;
2823 }
2824
2825 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2826         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2827
2828 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2829 {
2830         int err;
2831
2832         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2833          * A cpuup callback will do this for every cpu
2834          * as it comes online
2835          */
2836         err = process_zones(smp_processor_id());
2837         BUG_ON(err);
2838         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2839 }
2840
2841 #endif
2842
2843 static noinline __init_refok
2844 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2845 {
2846         int i;
2847         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2848         size_t alloc_size;
2849
2850         /*
2851          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2852          * per zone.
2853          */
2854         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2855                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2856         zone->wait_table_bits =
2857                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2858         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2859                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2860
2861         if (!slab_is_available()) {
2862                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2863                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2864         } else {
2865                 /*
2866                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2867                  * via memory hot-add.
2868                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2869                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2870                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2871                  * node itself as well.
2872                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2873                  * necessary.
2874                  */
2875                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2876         }
2877         if (!zone->wait_table)
2878                 return -ENOMEM;
2879
2880         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2881                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2882
2883         return 0;
2884 }
2885
2886 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2887 {
2888         int cpu;
2889         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2890
2891         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2892 #ifdef CONFIG_NUMA
2893                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2894                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2895                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2896 #else
2897                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2898 #endif
2899         }
2900         if (zone->present_pages)
2901                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2902                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2903 }
2904
2905 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2906                                         unsigned long zone_start_pfn,
2907                                         unsigned long size,
2908                                         enum memmap_context context)
2909 {
2910         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2911         int ret;
2912         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2913         if (ret)
2914                 return ret;
2915         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2916
2917         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2918
2919         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
2920                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
2921                         pgdat->node_id,
2922                         (unsigned long)zone_idx(zone),
2923                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
2924
2925         zone_init_free_lists(zone);
2926
2927         return 0;
2928 }
2929
2930 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2931 /*
2932  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2933  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2934  */
2935 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2936 {
2937         int i;
2938
2939         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2940                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2941                         return i;
2942
2943         return -1;
2944 }
2945
2946 /*
2947  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2948  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
2949  */
2950 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2951 {
2952         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2953                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2954                         return index;
2955
2956         return -1;
2957 }
2958
2959 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2960 /*
2961  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2962  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2963  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2964  * alternative
2965  */
2966 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2967 {
2968         int i;
2969
2970         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2971                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2972                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2973
2974                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2975                         return early_node_map[i].nid;
2976         }
2977
2978         return 0;
2979 }
2980 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2981
2982 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2983 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2984         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2985                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2986
2987 /**
2988  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2989  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2990  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2991  *
2992  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2993  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2994  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2995  */
2996 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2997                                                 unsigned long max_low_pfn)
2998 {
2999         int i;
3000
3001         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3002                 unsigned long size_pages = 0;
3003                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3004
3005                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3006                         continue;
3007
3008                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3009                         end_pfn = max_low_pfn;
3010
3011                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3012                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3013                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3014                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3015         }
3016 }
3017
3018 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3019 {
3020         int i;
3021         int ret;
3022
3023         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3024                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3025                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3026                 if (ret)
3027                         break;
3028         }
3029 }
3030 /**
3031  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3032  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3033  *
3034  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3035  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3036  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3037  */
3038 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3039 {
3040         int i;
3041
3042         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3043                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3044                                 early_node_map[i].start_pfn,
3045                                 early_node_map[i].end_pfn);
3046 }
3047
3048 /**
3049  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
3050  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
3051  * @start_pfn: The start pfn of the node
3052  * @end_pfn: The end pfn of the node
3053  *
3054  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
3055  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
3056  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
3057  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
3058  * be used later.
3059  */
3060 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3061 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3062                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3063 {
3064         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3065                         "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
3066                         nid, start_pfn, end_pfn);
3067
3068         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
3069         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3070                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
3071
3072         /* Update the boundaries */
3073         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
3074                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
3075         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
3076                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
3077 }
3078
3079 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
3080 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3081                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3082 {
3083         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3084                         "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
3085                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
3086
3087         /* Return if boundary information has not been provided */
3088         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3089                 return;
3090
3091         /* Check the boundaries and update if necessary */
3092         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
3093                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
3094         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
3095                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
3096 }
3097 #else
3098 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3099                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
3100
3101 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3102                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
3103 #endif
3104
3105
3106 /**
3107  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3108  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3109  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3110  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3111  *
3112  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3113  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3114  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3115  * PFNs will be 0.
3116  */
3117 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3118                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3119 {
3120         int i;
3121         *start_pfn = -1UL;
3122         *end_pfn = 0;
3123
3124         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3125                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3126                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3127         }
3128
3129         if (*start_pfn == -1UL)
3130                 *start_pfn = 0;
3131
3132         /* Push the node boundaries out if requested */
3133         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3134 }
3135
3136 /*
3137  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3138  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3139  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3140  */
3141 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3142 {
3143         int zone_index;
3144         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3145                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3146                         continue;
3147
3148                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3149                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3150                         break;
3151         }
3152
3153         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3154         movable_zone = zone_index;
3155 }
3156
3157 /*
3158  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3159  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3160  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3161  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3162  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3163  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3164  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3165  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3166  */
3167 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3168                                         unsigned long zone_type,
3169                                         unsigned long node_start_pfn,
3170                                         unsigned long node_end_pfn,
3171                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3172                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3173 {
3174         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3175         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3176                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3177                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3178                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3179                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3180                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3181
3182                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3183                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3184                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3185                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3186
3187                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3188                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3189                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3190         }
3191 }
3192
3193 /*
3194  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3195  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3196  */
3197 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3198                                         unsigned long zone_type,
3199                                         unsigned long *ignored)
3200 {
3201         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3202         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3203
3204         /* Get the start and end of the node and zone */
3205         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3206         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3207         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3208         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3209                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3210                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3211
3212         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3213         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3214                 return 0;
3215
3216         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3217         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3218         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3219
3220         /* Return the spanned pages */
3221         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3222 }
3223
3224 /*
3225  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3226  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3227  */
3228 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3229                                 unsigned long range_start_pfn,
3230                                 unsigned long range_end_pfn)
3231 {
3232         int i = 0;
3233         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3234         unsigned long start_pfn;
3235
3236         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3237         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3238         if (i == -1)
3239                 return 0;
3240
3241         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3242
3243         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3244         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3245                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3246
3247         /* Find all holes for the zone within the node */
3248         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3249
3250                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3251                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3252                         break;
3253
3254                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3255                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3256                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3257
3258                 /* Update the hole size cound and move on */
3259                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3260                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3261                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3262                 }
3263                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3264         }
3265
3266         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3267         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3268                 hole_pages += range_end_pfn -
3269                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3270
3271         return hole_pages;
3272 }
3273
3274 /**
3275  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3276  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3277  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3278  *
3279  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3280  */
3281 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3282                                                         unsigned long end_pfn)
3283 {
3284         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3285 }
3286
3287 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3288 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3289                                         unsigned long zone_type,
3290                                         unsigned long *ignored)
3291 {
3292         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3293         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3294
3295         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3296         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3297                                                         node_start_pfn);
3298         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3299                                                         node_end_pfn);
3300
3301         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3302                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3303                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3304         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3305 }
3306
3307 #else
3308 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3309                                         unsigned long zone_type,
3310                                         unsigned long *zones_size)
3311 {
3312         return zones_size[zone_type];
3313 }
3314
3315 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3316                                                 unsigned long zone_type,
3317                                                 unsigned long *zholes_size)
3318 {
3319         if (!zholes_size)
3320                 return 0;
3321
3322         return zholes_size[zone_type];
3323 }
3324
3325 #endif
3326
3327 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3328                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3329 {
3330         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3331         enum zone_type i;
3332
3333         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3334                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3335                                                                 zones_size);
3336         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3337
3338         realtotalpages = totalpages;
3339         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3340                 realtotalpages -=
3341                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3342                                                                 zholes_size);
3343         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3344         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3345                                                         realtotalpages);
3346 }
3347
3348 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3349 /*
3350  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3351  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3352  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3353  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3354  * bytes.
3355  */
3356 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3357 {
3358         unsigned long usemapsize;
3359
3360         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3361         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3362         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3363         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3364
3365         return usemapsize / 8;
3366 }
3367
3368 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3369                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3370 {
3371         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3372         zone->pageblock_flags = NULL;
3373         if (usemapsize) {
3374                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3375                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3376         }
3377 }
3378 #else
3379 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3380                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3381 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3382
3383 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3384
3385 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3386 static inline int pageblock_default_order(void)
3387 {
3388         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3389                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3390
3391         return MAX_ORDER-1;
3392 }
3393
3394 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3395 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3396 {
3397         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3398         if (pageblock_order)
3399                 return;
3400
3401         /*
3402          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3403          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3404          */
3405         pageblock_order = order;
3406 }
3407 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3408
3409 /*
3410  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3411  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3412  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3413  * pageblock_order based on the kernel config
3414  */
3415 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3416 {
3417         return MAX_ORDER-1;
3418 }
3419 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3420
3421 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3422
3423 /*
3424  * Set up the zone data structures:
3425  *   - mark all pages reserved
3426  *   - mark all memory queues empty
3427  *   - clear the memory bitmaps
3428  */
3429 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3430                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3431 {
3432         enum zone_type j;
3433         int nid = pgdat->node_id;
3434         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3435         int ret;
3436
3437         pgdat_resize_init(pgdat);
3438         pgdat->nr_zones = 0;
3439         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3440         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3441         
3442         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3443                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3444                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3445                 enum lru_list l;
3446
3447                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3448                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3449                                                                 zholes_size);
3450
3451                 /*
3452                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3453                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3454                  * and per-cpu initialisations
3455                  */
3456                 memmap_pages =
3457                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3458                 if (realsize >= memmap_pages) {
3459                         realsize -= memmap_pages;
3460                         printk(KERN_DEBUG
3461                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3462                                 zone_names[j], memmap_pages);
3463                 } else
3464                         printk(KERN_WARNING
3465                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3466                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3467
3468                 /* Account for reserved pages */
3469                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3470                         realsize -= dma_reserve;
3471                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3472                                         zone_names[0], dma_reserve);
3473                 }
3474
3475                 if (!is_highmem_idx(j))
3476                         nr_kernel_pages += realsize;
3477                 nr_all_pages += realsize;
3478
3479                 zone->spanned_pages = size;
3480                 zone->present_pages = realsize;
3481 #ifdef CONFIG_NUMA
3482                 zone->node = nid;
3483                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3484                                                 / 100;
3485                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3486 #endif
3487                 zone->name = zone_names[j];
3488                 spin_lock_init(&zone->lock);
3489                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3490                 zone_seqlock_init(zone);
3491                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3492
3493                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3494
3495                 zone_pcp_init(zone);
3496                 for_each_lru(l) {
3497                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3498                         zone->lru[l].nr_scan = 0;
3499                 }
3500                 zone->recent_rotated[0] = 0;
3501                 zone->recent_rotated[1] = 0;
3502                 zone->recent_scanned[0] = 0;
3503                 zone->recent_scanned[1] = 0;
3504                 zap_zone_vm_stats(zone);
3505                 zone->flags = 0;
3506                 if (!size)
3507                         continue;
3508
3509                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3510                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3511                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3512                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3513                 BUG_ON(ret);
3514                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3515                 zone_start_pfn += size;
3516         }
3517 }
3518
3519 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3520 {
3521         /* Skip empty nodes */
3522         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3523                 return;
3524
3525 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3526         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3527         if (!pgdat->node_mem_map) {
3528                 unsigned long size, start, end;
3529                 struct page *map;
3530
3531                 /*
3532                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3533                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3534                  * for the buddy allocator to function correctly.
3535                  */
3536                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3537                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3538                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3539                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3540                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3541                 if (!map)
3542                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3543                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3544         }
3545 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3546         /*
3547          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3548          */
3549         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3550                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3551 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3552                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3553                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3554 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3555         }
3556 #endif
3557 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3558 }
3559
3560 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3561                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3562 {
3563         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3564
3565         pgdat->node_id = nid;
3566         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3567         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3568
3569         alloc_node_mem_map(pgdat);
3570 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3571         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3572                 nid, (unsigned long)pgdat,
3573                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3574 #endif
3575
3576         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3577 }
3578
3579 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3580
3581 #if MAX_NUMNODES > 1
3582 /*
3583  * Figure out the number of possible node ids.
3584  */
3585 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3586 {
3587         unsigned int node;
3588         unsigned int highest = 0;
3589
3590         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3591                 highest = node;
3592         nr_node_ids = highest + 1;
3593 }
3594 #else
3595 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3596 {
3597 }
3598 #endif
3599
3600 /**
3601  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3602  * @nid: The node ID the range resides on
3603  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3604  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3605  *
3606  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3607  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3608  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3609  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3610  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3611  */
3612 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3613                                                 unsigned long end_pfn)
3614 {
3615         int i;
3616
3617         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3618                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3619                         "%d entries of %d used\n",
3620                         nid, start_pfn, end_pfn,
3621                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3622
3623         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3624
3625         /* Merge with existing active regions if possible */
3626         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3627                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3628                         continue;
3629
3630                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3631                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3632                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3633                         return;
3634
3635                 /* Merge forward if suitable */
3636                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3637                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3638                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3639                         return;
3640                 }
3641
3642                 /* Merge backward if suitable */
3643                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3644                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3645                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3646                         return;
3647                 }
3648         }
3649
3650         /* Check that early_node_map is large enough */
3651         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3652                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3653                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3654                 return;
3655         }
3656
3657         early_node_map[i].nid = nid;
3658         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3659         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3660         nr_nodemap_entries = i + 1;
3661 }
3662
3663 /**
3664  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3665  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3666  * @start_pfn: The new PFN of the range
3667  * @end_pfn: The new PFN of the range
3668  *
3669  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3670  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3671  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3672  * range.
3673  */
3674 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3675                                 unsigned long end_pfn)
3676 {
3677         int i, j;
3678         int removed = 0;
3679
3680         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3681                           nid, start_pfn, end_pfn);
3682
3683         /* Find the old active region end and shrink */
3684         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3685                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3686                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3687                         /* clear it */
3688                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3689                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3690                         removed = 1;
3691                         continue;
3692                 }
3693                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3694                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3695                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3696                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3697                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3698                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3699                         continue;
3700                 }
3701                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3702                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3703                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3704                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3705                         continue;
3706                 }
3707         }
3708
3709         if (!removed)
3710                 return;
3711
3712         /* remove the blank ones */
3713         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3714                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3715                         continue;
3716                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3717                         continue;
3718                 /* we found it, get rid of it */
3719                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3720                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3721                                 sizeof(early_node_map[j]));
3722                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3723                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3724                 nr_nodemap_entries--;
3725         }
3726 }
3727
3728 /**
3729  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3730  *
3731  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3732  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3733  * all currently registered regions.
3734  */
3735 void __init remove_all_active_ranges(void)
3736 {
3737         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3738         nr_nodemap_entries = 0;
3739 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3740         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3741         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3742 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3743 }
3744
3745 /* Compare two active node_active_regions */
3746 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3747 {
3748         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3749         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3750
3751         /* Done this way to avoid overflows */
3752         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3753                 return 1;
3754         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3755                 return -1;
3756
3757         return 0;
3758 }
3759
3760 /* sort the node_map by start_pfn */
3761 static void __init sort_node_map(void)
3762 {
3763         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3764                         sizeof(struct node_active_region),
3765                         cmp_node_active_region, NULL);
3766 }
3767
3768 /* Find the lowest pfn for a node */
3769 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3770 {
3771         int i;
3772         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3773
3774         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3775         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3776                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3777
3778         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3779                 printk(KERN_WARNING
3780                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3781                 return 0;
3782         }
3783
3784         return min_pfn;
3785 }
3786
3787 /**
3788  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3789  *
3790  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3791  * add_active_range().
3792  */
3793 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3794 {
3795         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3796 }
3797
3798 /*
3799  * early_calculate_totalpages()
3800  * Sum pages in active regions for movable zone.
3801  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3802  */
3803 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3804 {
3805         int i;
3806         unsigned long totalpages = 0;
3807
3808         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3809                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3810                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3811                 totalpages += pages;
3812                 if (pages)
3813                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3814         }
3815         return totalpages;
3816 }
3817
3818 /*
3819  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3820  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3821  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3822  * others
3823  */
3824 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3825 {
3826         int i, nid;
3827         unsigned long usable_startpfn;
3828         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3829         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3830         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3831
3832         /*
3833          * If movablecore was specified, calculate what size of
3834          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3835          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3836          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3837          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3838          * what movablecore would have allowed.
3839          */
3840         if (required_movablecore) {
3841                 unsigned long corepages;
3842
3843                 /*
3844                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3845                  * was requested by the user
3846                  */
3847                 required_movablecore =
3848                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3849                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3850
3851                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3852         }
3853
3854         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3855         if (!required_kernelcore)
3856                 return;
3857
3858         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3859         find_usable_zone_for_movable();
3860         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3861
3862 restart:
3863         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3864         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3865         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3866                 /*
3867                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3868                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3869                  * amount of memory for the kernel
3870                  */
3871                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3872                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3873
3874                 /*
3875                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3876                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3877                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3878                  */
3879                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3880
3881                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3882                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3883                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3884                         unsigned long size_pages;
3885
3886                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3887                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3888                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3889                         if (start_pfn >= end_pfn)
3890                                 continue;
3891
3892                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3893                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3894                                 unsigned long kernel_pages;
3895                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3896                                                                 - start_pfn;
3897
3898                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3899                                                         kernelcore_remaining);
3900                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3901                                                         required_kernelcore);
3902
3903                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3904                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3905
3906                                         /*
3907                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3908                                          * that if we have to rebalance
3909                                          * kernelcore across nodes, we will
3910                                          * not double account here
3911                                          */
3912                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3913                                         continue;
3914                                 }
3915                                 start_pfn = usable_startpfn;
3916                         }
3917
3918                         /*
3919                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3920                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3921                          * number of pages used as kernelcore
3922                          */
3923                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3924                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3925                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3926                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3927
3928                         /*
3929                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3930                          * break if the kernelcore for this node has been
3931                          * satisified
3932                          */
3933                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3934                                                                 size_pages);
3935                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3936                         if (!kernelcore_remaining)
3937                                 break;
3938                 }
3939         }
3940
3941         /*
3942          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3943          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3944          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3945          * satisified
3946          */
3947         usable_nodes--;
3948         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
3949                 goto restart;
3950
3951         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
3952         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
3953                 zone_movable_pfn[nid] =
3954                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
3955 }
3956
3957 /* Any regular memory on that node ? */
3958 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
3959 {
3960 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
3961         enum zone_type zone_type;
3962
3963         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
3964                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
3965                 if (zone->present_pages)
3966                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
3967         }
3968 #endif
3969 }
3970
3971 /**
3972  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3973  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
3974  *
3975  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
3976  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
3977  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
3978  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
3979  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
3980  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
3981  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
3982  * at arch_max_dma_pfn.
3983  */
3984 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
3985 {
3986         unsigned long nid;
3987         int i;
3988
3989         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
3990         sort_node_map();
3991
3992         /* Record where the zone boundaries are */
3993         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
3994                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
3995         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
3996                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
3997         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
3998         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
3999         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4000                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4001                         continue;
4002                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4003                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4004                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4005                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4006         }
4007         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4008         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4009
4010         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4011         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4012         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4013
4014         /* Print out the zone ranges */
4015         printk("Zone PFN ranges:\n");
4016         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4017                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4018                         continue;
4019                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4020                                 zone_names[i],
4021                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4022                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4023         }
4024
4025         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4026         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4027         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4028                 if (zone_movable_pfn[i])
4029                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4030         }
4031
4032         /* Print out the early_node_map[] */
4033         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4034         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4035                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4036                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4037                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4038
4039         /* Initialise every node */
4040         mminit_verify_pageflags_layout();
4041         setup_nr_node_ids();
4042         for_each_online_node(nid) {
4043                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4044                 free_area_init_node(nid, NULL,
4045                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4046
4047                 /* Any memory on that node */
4048                 if (pgdat->node_present_pages)
4049                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4050                 check_for_regular_memory(pgdat);
4051         }
4052 }
4053
4054 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4055 {
4056         unsigned long long coremem;
4057         if (!p)
4058                 return -EINVAL;
4059
4060         coremem = memparse(p, &p);
4061         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4062
4063         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4064         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4065
4066         return 0;
4067 }
4068
4069 /*
4070  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4071  * cannot be reclaimed or migrated.
4072  */
4073 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4074 {
4075         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4076 }
4077
4078 /*
4079  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4080  * can be reclaimed or migrated.
4081  */
4082 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4083 {
4084         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4085 }
4086
4087 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4088 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4089
4090 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4091
4092 /**
4093  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4094  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4095  *
4096  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4097  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4098  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4099  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4100  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4101  * smaller per-cpu batchsize.
4102  */
4103 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4104 {
4105         dma_reserve = new_dma_reserve;
4106 }
4107
4108 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4109 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4110 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4111 #endif
4112
4113 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4114 {
4115         free_area_init_node(0, zones_size,
4116                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4117 }
4118
4119 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4120                                  unsigned long action, void *hcpu)
4121 {
4122         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4123
4124         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4125                 drain_pages(cpu);
4126
4127                 /*
4128                  * Spill the event counters of the dead processor
4129                  * into the current processors event counters.
4130                  * This artificially elevates the count of the current
4131                  * processor.
4132                  */
4133                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4134
4135                 /*
4136                  * Zero the differential counters of the dead processor
4137                  * so that the vm statistics are consistent.
4138                  *
4139                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4140                  * race with what we are doing.
4141                  */
4142                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4143         }
4144         return NOTIFY_OK;
4145 }
4146
4147 void __init page_alloc_init(void)
4148 {
4149         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4150 }
4151
4152 /*
4153  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4154  *      or min_free_kbytes changes.
4155  */
4156 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4157 {
4158         struct pglist_data *pgdat;
4159         unsigned long reserve_pages = 0;
4160         enum zone_type i, j;
4161
4162         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4163                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4164                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4165                         unsigned long max = 0;
4166
4167                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4168                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4169                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4170                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4171                         }
4172
4173                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4174                         max += zone->pages_high;
4175
4176                         if (max > zone->present_pages)
4177                                 max = zone->present_pages;
4178                         reserve_pages += max;
4179                 }
4180         }
4181         totalreserve_pages = reserve_pages;
4182 }
4183
4184 /*
4185  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4186  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4187  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4188  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4189  */
4190 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4191 {
4192         struct pglist_data *pgdat;
4193         enum zone_type j, idx;
4194
4195         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4196                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4197                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4198                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4199
4200                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4201
4202                         idx = j;
4203                         while (idx) {
4204                                 struct zone *lower_zone;
4205
4206                                 idx--;
4207
4208                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4209                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4210
4211                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4212                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4213                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4214                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4215                         }
4216                 }
4217         }
4218
4219         /* update totalreserve_pages */
4220         calculate_totalreserve_pages();
4221 }
4222
4223 /**
4224  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4225  *
4226  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4227  * with respect to min_free_kbytes.
4228  */
4229 void setup_per_zone_pages_min(void)
4230 {
4231         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4232         unsigned long lowmem_pages = 0;
4233         struct zone *zone;
4234         unsigned long flags;
4235
4236         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4237         for_each_zone(zone) {
4238                 if (!is_highmem(zone))
4239                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4240         }
4241
4242         for_each_zone(zone) {
4243                 u64 tmp;
4244
4245                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4246                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4247                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4248                 if (is_highmem(zone)) {
4249                         /*
4250                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4251                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4252                          * value here.
4253                          *
4254                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4255                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4256                          * not be capped for highmem.
4257                          */
4258                         int min_pages;
4259
4260                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4261                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4262                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4263                         if (min_pages > 128)
4264                                 min_pages = 128;
4265                         zone->pages_min = min_pages;
4266                 } else {
4267                         /*
4268                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4269                          * proportionate to the zone's size.
4270                          */
4271                         zone->pages_min = tmp;
4272                 }
4273
4274                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4275                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4276                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4277                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4278         }
4279
4280         /* update totalreserve_pages */
4281         calculate_totalreserve_pages();
4282 }
4283
4284 /**
4285  * setup_per_zone_inactive_ratio - called when min_free_kbytes changes.
4286  *
4287  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4288  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4289  * to be referenced again before it is swapped out.
4290  *
4291  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4292  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4293  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4294  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4295  *
4296  * total     target    max
4297  * memory    ratio     inactive anon
4298  * -------------------------------------
4299  *   10MB       1         5MB
4300  *  100MB       1        50MB
4301  *    1GB       3       250MB
4302  *   10GB      10       0.9GB
4303  *  100GB      31         3GB
4304  *    1TB     101        10GB
4305  *   10TB     320        32GB
4306  */
4307 void setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4308 {
4309         struct zone *zone;
4310
4311         for_each_zone(zone) {
4312                 unsigned int gb, ratio;
4313
4314                 /* Zone size in gigabytes */
4315                 gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4316                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4317                 if (!ratio)
4318                         ratio = 1;
4319
4320                 zone->inactive_ratio = ratio;
4321         }
4322 }
4323
4324 /*
4325  * Initialise min_free_kbytes.
4326  *
4327  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4328  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4329  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4330  *
4331  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4332  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4333  *
4334  * which yields
4335  *
4336  * 16MB:        512k
4337  * 32MB:        724k
4338  * 64MB:        1024k
4339  * 128MB:       1448k
4340  * 256MB:       2048k
4341  * 512MB:       2896k
4342  * 1024MB:      4096k
4343  * 2048MB:      5792k
4344  * 4096MB:      8192k
4345  * 8192MB:      11584k
4346  * 16384MB:     16384k
4347  */
4348 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4349 {
4350         unsigned long lowmem_kbytes;
4351
4352         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4353
4354         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4355         if (min_free_kbytes < 128)
4356                 min_free_kbytes = 128;
4357         if (min_free_kbytes > 65536)
4358                 min_free_kbytes = 65536;
4359         setup_per_zone_pages_min();
4360         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4361         setup_per_zone_inactive_ratio();
4362         return 0;
4363 }
4364 module_init(init_per_zone_pages_min)
4365
4366 /*
4367  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4368  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4369  *      changes.
4370  */
4371 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4372         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4373 {
4374         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4375         if (write)
4376                 setup_per_zone_pages_min();
4377         return 0;
4378 }
4379
4380 #ifdef CONFIG_NUMA
4381 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4382         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4383 {
4384         struct zone *zone;
4385         int rc;
4386
4387         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4388         if (rc)
4389                 return rc;
4390
4391         for_each_zone(zone)
4392                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4393                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4394         return 0;
4395 }
4396
4397 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4398         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4399 {
4400         struct zone *zone;
4401         int rc;
4402
4403         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4404         if (rc)
4405                 return rc;
4406
4407         for_each_zone(zone)
4408                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4409                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4410         return 0;
4411 }
4412 #endif
4413
4414 /*
4415  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4416  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4417  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4418  *
4419  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4420  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4421  * if in function of the boot time zone sizes.
4422  */
4423 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4424         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4425 {
4426         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4427         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4428         return 0;
4429 }
4430
4431 /*
4432  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4433  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4434  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4435  */
4436
4437 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4438         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4439 {
4440         struct zone *zone;
4441         unsigned int cpu;
4442         int ret;
4443
4444         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4445         if (!write || (ret == -EINVAL))
4446                 return ret;
4447         for_each_zone(zone) {
4448                 for_each_online_cpu(cpu) {
4449                         unsigned long  high;
4450                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4451                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4452                 }
4453         }
4454         return 0;
4455 }
4456
4457 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4458
4459 #ifdef CONFIG_NUMA
4460 static int __init set_hashdist(char *str)
4461 {
4462         if (!str)
4463                 return 0;
4464         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4465         return 1;
4466 }
4467 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4468 #endif
4469
4470 /*
4471  * allocate a large system hash table from bootmem
4472  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4473  *   quantity of entries
4474  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4475  */
4476 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4477                                      unsigned long bucketsize,
4478                                      unsigned long numentries,
4479                                      int scale,
4480                                      int flags,
4481                                      unsigned int *_hash_shift,
4482                                      unsigned int *_hash_mask,
4483                                      unsigned long limit)
4484 {
4485         unsigned long long max = limit;
4486         unsigned long log2qty, size;
4487         void *table = NULL;
4488
4489         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4490         if (!numentries) {
4491                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4492                 numentries = nr_kernel_pages;
4493                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4494                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4495                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4496
4497                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4498                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4499                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4500                 else
4501                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4502
4503                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4504                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4505                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4506         }
4507         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4508
4509         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4510         if (max == 0) {
4511                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4512                 do_div(max, bucketsize);
4513         }
4514
4515         if (numentries > max)
4516                 numentries = max;
4517
4518         log2qty = ilog2(numentries);
4519
4520         do {
4521                 size = bucketsize << log2qty;
4522                 if (flags & HASH_EARLY)
4523                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4524                 else if (hashdist)
4525                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4526                 else {
4527                         unsigned long order = get_order(size);
4528                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
4529                         /*
4530                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4531                          * some pages at the end of hash table.
4532                          */
4533                         if (table) {
4534                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4535                                                 (PAGE_SIZE << order);
4536                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4537                                                 PAGE_ALIGN(size);
4538                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4539                                 while (used < alloc_end) {
4540                                         free_page(used);
4541                                         used += PAGE_SIZE;
4542                                 }
4543                         }
4544                 }
4545         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4546
4547         if (!table)
4548                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4549
4550         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4551                tablename,
4552                (1U << log2qty),
4553                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4554                size);
4555
4556         if (_hash_shift)
4557                 *_hash_shift = log2qty;
4558         if (_hash_mask)
4559                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4560
4561         return table;
4562 }
4563
4564 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
4565 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
4566 {
4567         return __pfn_to_page(pfn);
4568 }
4569 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
4570 {
4571         return __page_to_pfn(page);
4572 }
4573 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
4574 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
4575 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
4576
4577 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4578 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4579                                                         unsigned long pfn)
4580 {
4581 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4582         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4583 #else
4584         return zone->pageblock_flags;
4585 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4586 }
4587
4588 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4589 {
4590 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4591         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4592         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4593 #else
4594         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4595         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4596 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4597 }
4598
4599 /**
4600  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4601  * @page: The page within the block of interest
4602  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4603  * @end_bitidx: The last bit of interest
4604  * returns pageblock_bits flags
4605  */
4606 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4607                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4608 {
4609         struct zone *zone;
4610         unsigned long *bitmap;
4611         unsigned long pfn, bitidx;
4612         unsigned long flags = 0;
4613         unsigned long value = 1;
4614
4615         zone = page_zone(page);
4616         pfn = page_to_pfn(page);
4617         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4618         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4619
4620         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4621                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4622                         flags |= value;
4623
4624         return flags;
4625 }
4626
4627 /**
4628  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4629  * @page: The page within the block of interest
4630  * @start_bitidx: The first bit of interest
4631  * @end_bitidx: The last bit of interest
4632  * @flags: The flags to set
4633  */
4634 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4635                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4636 {
4637         struct zone *zone;
4638         unsigned long *bitmap;
4639         unsigned long pfn, bitidx;
4640         unsigned long value = 1;
4641
4642         zone = page_zone(page);
4643         pfn = page_to_pfn(page);
4644         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4645         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4646         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4647         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4648
4649         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4650                 if (flags & value)
4651                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4652                 else
4653                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4654 }
4655
4656 /*
4657  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4658  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4659  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4660  */
4661
4662 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4663 {
4664         struct zone *zone;
4665         unsigned long flags;
4666         int ret = -EBUSY;
4667
4668         zone = page_zone(page);
4669         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4670         /*
4671          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4672          */
4673         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4674                 goto out;
4675         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4676         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4677         ret = 0;
4678 out:
4679         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4680         if (!ret)
4681                 drain_all_pages();
4682         return ret;
4683 }
4684
4685 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4686 {
4687         struct zone *zone;
4688         unsigned long flags;
4689         zone = page_zone(page);
4690         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4691         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4692                 goto out;
4693         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4694         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4695 out:
4696         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4697 }
4698
4699 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4700 /*
4701  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4702  */
4703 void
4704 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4705 {
4706         struct page *page;
4707         struct zone *zone;
4708         int order, i;
4709         unsigned long pfn;
4710         unsigned long flags;
4711         /* find the first valid pfn */
4712         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4713                 if (pfn_valid(pfn))
4714                         break;
4715         if (pfn == end_pfn)
4716                 return;
4717         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4718         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4719         pfn = start_pfn;
4720         while (pfn < end_pfn) {
4721                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4722                         pfn++;
4723                         continue;
4724                 }
4725                 page = pfn_to_page(pfn);
4726                 BUG_ON(page_count(page));
4727                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4728                 order = page_order(page);
4729 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4730                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4731                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4732 #endif
4733                 list_del(&page->lru);
4734                 rmv_page_order(page);
4735                 zone->free_area[order].nr_free--;
4736                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4737                                       - (1UL << order));
4738                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4739                         SetPageReserved((page+i));
4740                 pfn += (1 << order);
4741         }
4742         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4743 }
4744 #endif