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