9ece07ce65b0353ab26093e3a37dbb41e7ae8818
[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   unsigned long __initdata required_kernelcore;
157   static unsigned long __initdata required_movablecore;
158   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 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
268 {
269         int i;
270         int nr_pages = 1 << order;
271
272         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
273         set_compound_order(page, order);
274         __SetPageHead(page);
275         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
276                 struct page *p = page + i;
277
278                 __SetPageTail(p);
279                 p->first_page = page;
280         }
281 }
282
283 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
284 {
285         int i;
286         int nr_pages = 1 << order;
287
288         if (unlikely(compound_order(page) != order))
289                 bad_page(page);
290
291         if (unlikely(!PageHead(page)))
292                         bad_page(page);
293         __ClearPageHead(page);
294         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
295                 struct page *p = page + i;
296
297                 if (unlikely(!PageTail(p) |
298                                 (p->first_page != page)))
299                         bad_page(page);
300                 __ClearPageTail(p);
301         }
302 }
303
304 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
305 {
306         int i;
307
308         /*
309          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
310          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
311          */
312         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
313         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
314                 clear_highpage(page + i);
315 }
316
317 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
318 {
319         set_page_private(page, order);
320         __SetPageBuddy(page);
321 }
322
323 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
324 {
325         __ClearPageBuddy(page);
326         set_page_private(page, 0);
327 }
328
329 /*
330  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
331  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
332  *
333  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
334  * the following equation:
335  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
336  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
337  * 1 buddy is #10:
338  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
339  *
340  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
341  * satisfies the following equation:
342  *     P = B & ~(1 << O)
343  *
344  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
345  */
346 static inline struct page *
347 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
348 {
349         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
350
351         return page + (buddy_idx - page_idx);
352 }
353
354 static inline unsigned long
355 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
356 {
357         return (page_idx & ~(1 << order));
358 }
359
360 /*
361  * This function checks whether a page is free && is the buddy
362  * we can do coalesce a page and its buddy if
363  * (a) the buddy is not in a hole &&
364  * (b) the buddy is in the buddy system &&
365  * (c) a page and its buddy have the same order &&
366  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
367  *
368  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
369  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
370  *
371  * For recording page's order, we use page_private(page).
372  */
373 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
374                                                                 int order)
375 {
376         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
377                 return 0;
378
379         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
380                 return 0;
381
382         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
383                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
384                 return 1;
385         }
386         return 0;
387 }
388
389 /*
390  * Freeing function for a buddy system allocator.
391  *
392  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
393  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
394  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
395  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
396  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
397  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
398  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
399  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
400  * parts of the VM system.
401  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
402  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
403  * order is recorded in page_private(page) field.
404  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
405  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
406  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
407  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
408  * triggers coalescing into a block of larger size.            
409  *
410  * -- wli
411  */
412
413 static inline void __free_one_page(struct page *page,
414                 struct zone *zone, unsigned int order)
415 {
416         unsigned long page_idx;
417         int order_size = 1 << order;
418         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
419
420         if (unlikely(PageCompound(page)))
421                 destroy_compound_page(page, order);
422
423         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
424
425         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
426         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
427
428         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
429         while (order < MAX_ORDER-1) {
430                 unsigned long combined_idx;
431                 struct page *buddy;
432
433                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
434                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
435                         break;          /* Move the buddy up one level. */
436
437                 list_del(&buddy->lru);
438                 zone->free_area[order].nr_free--;
439                 rmv_page_order(buddy);
440                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
441                 page = page + (combined_idx - page_idx);
442                 page_idx = combined_idx;
443                 order++;
444         }
445         set_page_order(page, order);
446         list_add(&page->lru,
447                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
448         zone->free_area[order].nr_free++;
449 }
450
451 static inline int free_pages_check(struct page *page)
452 {
453         if (unlikely(page_mapcount(page) |
454                 (page->mapping != NULL)  |
455                 (page_get_page_cgroup(page) != NULL) |
456                 (page_count(page) != 0)  |
457                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE)))
458                 bad_page(page);
459         if (PageDirty(page))
460                 __ClearPageDirty(page);
461         /*
462          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
463          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
464          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
465          */
466         return PageReserved(page);
467 }
468
469 /*
470  * Frees a list of pages. 
471  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
472  * count is the number of pages to free.
473  *
474  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
475  * see if this freeing clears that state.
476  *
477  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
478  * pinned" detection logic.
479  */
480 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
481                                         struct list_head *list, int order)
482 {
483         spin_lock(&zone->lock);
484         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
485         zone->pages_scanned = 0;
486         while (count--) {
487                 struct page *page;
488
489                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
490                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
491                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
492                 list_del(&page->lru);
493                 __free_one_page(page, zone, order);
494         }
495         spin_unlock(&zone->lock);
496 }
497
498 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
499 {
500         spin_lock(&zone->lock);
501         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
502         zone->pages_scanned = 0;
503         __free_one_page(page, zone, order);
504         spin_unlock(&zone->lock);
505 }
506
507 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
508 {
509         unsigned long flags;
510         int i;
511         int reserved = 0;
512
513         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
514                 reserved += free_pages_check(page + i);
515         if (reserved)
516                 return;
517
518         if (!PageHighMem(page)) {
519                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
520                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
521                                            PAGE_SIZE << order);
522         }
523         arch_free_page(page, order);
524         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
525
526         local_irq_save(flags);
527         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
528         free_one_page(page_zone(page), page, order);
529         local_irq_restore(flags);
530 }
531
532 /*
533  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
534  */
535 void __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
536 {
537         if (order == 0) {
538                 __ClearPageReserved(page);
539                 set_page_count(page, 0);
540                 set_page_refcounted(page);
541                 __free_page(page);
542         } else {
543                 int loop;
544
545                 prefetchw(page);
546                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
547                         struct page *p = &page[loop];
548
549                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
550                                 prefetchw(p + 1);
551                         __ClearPageReserved(p);
552                         set_page_count(p, 0);
553                 }
554
555                 set_page_refcounted(page);
556                 __free_pages(page, order);
557         }
558 }
559
560
561 /*
562  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
563  * Please do not alter this order without good reasons and regression
564  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
565  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
566  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
567  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
568  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
569  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
570  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
571  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
572  *
573  * -- wli
574  */
575 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
576         int low, int high, struct free_area *area,
577         int migratetype)
578 {
579         unsigned long size = 1 << high;
580
581         while (high > low) {
582                 area--;
583                 high--;
584                 size >>= 1;
585                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
586                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
587                 area->nr_free++;
588                 set_page_order(&page[size], high);
589         }
590 }
591
592 /*
593  * This page is about to be returned from the page allocator
594  */
595 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
596 {
597         if (unlikely(page_mapcount(page) |
598                 (page->mapping != NULL)  |
599                 (page_get_page_cgroup(page) != NULL) |
600                 (page_count(page) != 0)  |
601                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)))
602                 bad_page(page);
603
604         /*
605          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
606          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
607          */
608         if (PageReserved(page))
609                 return 1;
610
611         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_reclaim |
612                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
613                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
614         set_page_private(page, 0);
615         set_page_refcounted(page);
616
617         arch_alloc_page(page, order);
618         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
619
620         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
621                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
622
623         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
624                 prep_compound_page(page, order);
625
626         return 0;
627 }
628
629 /*
630  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
631  * the smallest available page from the freelists
632  */
633 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
634                                                 int migratetype)
635 {
636         unsigned int current_order;
637         struct free_area * area;
638         struct page *page;
639
640         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
641         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
642                 area = &(zone->free_area[current_order]);
643                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
644                         continue;
645
646                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
647                                                         struct page, lru);
648                 list_del(&page->lru);
649                 rmv_page_order(page);
650                 area->nr_free--;
651                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
652                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
653                 return page;
654         }
655
656         return NULL;
657 }
658
659
660 /*
661  * This array describes the order lists are fallen back to when
662  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
663  */
664 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
665         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
666         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
667         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
668         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
669 };
670
671 /*
672  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
673  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
674  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
675  */
676 int move_freepages(struct zone *zone,
677                         struct page *start_page, struct page *end_page,
678                         int migratetype)
679 {
680         struct page *page;
681         unsigned long order;
682         int pages_moved = 0;
683
684 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
685         /*
686          * page_zone is not safe to call in this context when
687          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
688          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
689          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
690          * grouping pages by mobility
691          */
692         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
693 #endif
694
695         for (page = start_page; page <= end_page;) {
696                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
697                         page++;
698                         continue;
699                 }
700
701                 if (!PageBuddy(page)) {
702                         page++;
703                         continue;
704                 }
705
706                 order = page_order(page);
707                 list_del(&page->lru);
708                 list_add(&page->lru,
709                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
710                 page += 1 << order;
711                 pages_moved += 1 << order;
712         }
713
714         return pages_moved;
715 }
716
717 int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page, int migratetype)
718 {
719         unsigned long start_pfn, end_pfn;
720         struct page *start_page, *end_page;
721
722         start_pfn = page_to_pfn(page);
723         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
724         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
725         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
726         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
727
728         /* Do not cross zone boundaries */
729         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
730                 start_page = page;
731         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
732                 return 0;
733
734         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
735 }
736
737 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
738 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
739                                                 int start_migratetype)
740 {
741         struct free_area * area;
742         int current_order;
743         struct page *page;
744         int migratetype, i;
745
746         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
747         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
748                                                 --current_order) {
749                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
750                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
751
752                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
753                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
754                                 continue;
755
756                         area = &(zone->free_area[current_order]);
757                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
758                                 continue;
759
760                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
761                                         struct page, lru);
762                         area->nr_free--;
763
764                         /*
765                          * If breaking a large block of pages, move all free
766                          * pages to the preferred allocation list. If falling
767                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
768                          * agressive about taking ownership of free pages
769                          */
770                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
771                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
772                                 unsigned long pages;
773                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
774                                                                 start_migratetype);
775
776                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
777                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
778                                         set_pageblock_migratetype(page,
779                                                                 start_migratetype);
780
781                                 migratetype = start_migratetype;
782                         }
783
784                         /* Remove the page from the freelists */
785                         list_del(&page->lru);
786                         rmv_page_order(page);
787                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
788                                                         -(1UL << order));
789
790                         if (current_order == pageblock_order)
791                                 set_pageblock_migratetype(page,
792                                                         start_migratetype);
793
794                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
795                         return page;
796                 }
797         }
798
799         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
800         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
801 }
802
803 /*
804  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
805  * Call me with the zone->lock already held.
806  */
807 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
808                                                 int migratetype)
809 {
810         struct page *page;
811
812         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
813
814         if (unlikely(!page))
815                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
816
817         return page;
818 }
819
820 /* 
821  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
822  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
823  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
824  */
825 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
826                         unsigned long count, struct list_head *list,
827                         int migratetype)
828 {
829         int i;
830         
831         spin_lock(&zone->lock);
832         for (i = 0; i < count; ++i) {
833                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
834                 if (unlikely(page == NULL))
835                         break;
836
837                 /*
838                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
839                  * in physical page order. The page is added to the callers and
840                  * list and the list head then moves forward. From the callers
841                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
842                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
843                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
844                  * properly.
845                  */
846                 list_add(&page->lru, list);
847                 set_page_private(page, migratetype);
848                 list = &page->lru;
849         }
850         spin_unlock(&zone->lock);
851         return i;
852 }
853
854 #ifdef CONFIG_NUMA
855 /*
856  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
857  * currently executing processor on remote nodes after they have
858  * expired.
859  *
860  * Note that this function must be called with the thread pinned to
861  * a single processor.
862  */
863 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
864 {
865         unsigned long flags;
866         int to_drain;
867
868         local_irq_save(flags);
869         if (pcp->count >= pcp->batch)
870                 to_drain = pcp->batch;
871         else
872                 to_drain = pcp->count;
873         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
874         pcp->count -= to_drain;
875         local_irq_restore(flags);
876 }
877 #endif
878
879 /*
880  * Drain pages of the indicated processor.
881  *
882  * The processor must either be the current processor and the
883  * thread pinned to the current processor or a processor that
884  * is not online.
885  */
886 static void drain_pages(unsigned int cpu)
887 {
888         unsigned long flags;
889         struct zone *zone;
890
891         for_each_zone(zone) {
892                 struct per_cpu_pageset *pset;
893                 struct per_cpu_pages *pcp;
894
895                 if (!populated_zone(zone))
896                         continue;
897
898                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
899
900                 pcp = &pset->pcp;
901                 local_irq_save(flags);
902                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
903                 pcp->count = 0;
904                 local_irq_restore(flags);
905         }
906 }
907
908 /*
909  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
910  */
911 void drain_local_pages(void *arg)
912 {
913         drain_pages(smp_processor_id());
914 }
915
916 /*
917  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
918  */
919 void drain_all_pages(void)
920 {
921         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
922 }
923
924 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
925
926 void mark_free_pages(struct zone *zone)
927 {
928         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
929         unsigned long flags;
930         int order, t;
931         struct list_head *curr;
932
933         if (!zone->spanned_pages)
934                 return;
935
936         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
937
938         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
939         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
940                 if (pfn_valid(pfn)) {
941                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
942
943                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
944                                 swsusp_unset_page_free(page);
945                 }
946
947         for_each_migratetype_order(order, t) {
948                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
949                         unsigned long i;
950
951                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
952                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
953                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
954                 }
955         }
956         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
957 }
958 #endif /* CONFIG_PM */
959
960 /*
961  * Free a 0-order page
962  */
963 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
964 {
965         struct zone *zone = page_zone(page);
966         struct per_cpu_pages *pcp;
967         unsigned long flags;
968
969         if (PageAnon(page))
970                 page->mapping = NULL;
971         if (free_pages_check(page))
972                 return;
973
974         if (!PageHighMem(page)) {
975                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
976                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
977         }
978         arch_free_page(page, 0);
979         kernel_map_pages(page, 1, 0);
980
981         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
982         local_irq_save(flags);
983         __count_vm_event(PGFREE);
984         if (cold)
985                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
986         else
987                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
988         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
989         pcp->count++;
990         if (pcp->count >= pcp->high) {
991                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
992                 pcp->count -= pcp->batch;
993         }
994         local_irq_restore(flags);
995         put_cpu();
996 }
997
998 void free_hot_page(struct page *page)
999 {
1000         free_hot_cold_page(page, 0);
1001 }
1002         
1003 void free_cold_page(struct page *page)
1004 {
1005         free_hot_cold_page(page, 1);
1006 }
1007
1008 /*
1009  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1010  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1011  * Each sub-page must be freed individually.
1012  *
1013  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1014  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1015  */
1016 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1017 {
1018         int i;
1019
1020         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1021         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1022         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1023                 set_page_refcounted(page + i);
1024 }
1025
1026 /*
1027  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1028  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1029  * or two.
1030  */
1031 static struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1032                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1033 {
1034         unsigned long flags;
1035         struct page *page;
1036         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1037         int cpu;
1038         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1039
1040 again:
1041         cpu  = get_cpu();
1042         if (likely(order == 0)) {
1043                 struct per_cpu_pages *pcp;
1044
1045                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1046                 local_irq_save(flags);
1047                 if (!pcp->count) {
1048                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1049                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1050                         if (unlikely(!pcp->count))
1051                                 goto failed;
1052                 }
1053
1054                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1055                 if (cold) {
1056                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1057                                 if (page_private(page) == migratetype)
1058                                         break;
1059                 } else {
1060                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1061                                 if (page_private(page) == migratetype)
1062                                         break;
1063                 }
1064
1065                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1066                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1067                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1068                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1069                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1070                 }
1071
1072                 list_del(&page->lru);
1073                 pcp->count--;
1074         } else {
1075                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1076                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1077                 spin_unlock(&zone->lock);
1078                 if (!page)
1079                         goto failed;
1080         }
1081
1082         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1083         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1084         local_irq_restore(flags);
1085         put_cpu();
1086
1087         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1088         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1089                 goto again;
1090         return page;
1091
1092 failed:
1093         local_irq_restore(flags);
1094         put_cpu();
1095         return NULL;
1096 }
1097
1098 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1099 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1100 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1101 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1102 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1103 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1104 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1105
1106 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1107
1108 static struct fail_page_alloc_attr {
1109         struct fault_attr attr;
1110
1111         u32 ignore_gfp_highmem;
1112         u32 ignore_gfp_wait;
1113         u32 min_order;
1114
1115 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1116
1117         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1118         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1119         struct dentry *min_order_file;
1120
1121 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1122
1123 } fail_page_alloc = {
1124         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1125         .ignore_gfp_wait = 1,
1126         .ignore_gfp_highmem = 1,
1127         .min_order = 1,
1128 };
1129
1130 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1131 {
1132         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1133 }
1134 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1135
1136 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1137 {
1138         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1139                 return 0;
1140         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1141                 return 0;
1142         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1143                 return 0;
1144         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1145                 return 0;
1146
1147         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1148 }
1149
1150 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1151
1152 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1153 {
1154         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1155         struct dentry *dir;
1156         int err;
1157
1158         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1159                                        "fail_page_alloc");
1160         if (err)
1161                 return err;
1162         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1163
1164         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1165                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1166                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1167
1168         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1169                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1170                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1171         fail_page_alloc.min_order_file =
1172                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1173                                    &fail_page_alloc.min_order);
1174
1175         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1176             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1177             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1178                 err = -ENOMEM;
1179                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1180                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1181                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1182                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1183         }
1184
1185         return err;
1186 }
1187
1188 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1189
1190 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1191
1192 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1193
1194 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1195 {
1196         return 0;
1197 }
1198
1199 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1200
1201 /*
1202  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1203  * of the allocation.
1204  */
1205 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1206                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1207 {
1208         /* free_pages my go negative - that's OK */
1209         long min = mark;
1210         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1211         int o;
1212
1213         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1214                 min -= min / 2;
1215         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1216                 min -= min / 4;
1217
1218         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1219                 return 0;
1220         for (o = 0; o < order; o++) {
1221                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1222                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1223
1224                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1225                 min >>= 1;
1226
1227                 if (free_pages <= min)
1228                         return 0;
1229         }
1230         return 1;
1231 }
1232
1233 #ifdef CONFIG_NUMA
1234 /*
1235  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1236  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1237  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1238  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1239  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1240  *
1241  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1242  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1243  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1244  *
1245  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1246  * nothing and returns NULL.
1247  *
1248  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1249  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1250  *
1251  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1252  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1253  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1254  * quickly as we can.
1255  */
1256 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1257 {
1258         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1259         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1260
1261         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1262         if (!zlc)
1263                 return NULL;
1264
1265         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1266                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1267                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1268         }
1269
1270         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1271                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1272                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1273         return allowednodes;
1274 }
1275
1276 /*
1277  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1278  * if it is worth looking at further for free memory:
1279  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1280  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1281  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1282  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1283  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1284  * else return false (zero) if it is not.
1285  *
1286  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1287  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1288  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1289  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1290  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1291  * into the second scan of the zonelist.
1292  *
1293  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1294  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1295  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1296  * unturned looking for a free page.
1297  */
1298 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1299                                                 nodemask_t *allowednodes)
1300 {
1301         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1302         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1303         int n;                          /* node that zone *z is on */
1304
1305         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1306         if (!zlc)
1307                 return 1;
1308
1309         i = z - zonelist->_zonerefs;
1310         n = zlc->z_to_n[i];
1311
1312         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1313         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1314 }
1315
1316 /*
1317  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1318  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1319  * from that zone don't waste time re-examining it.
1320  */
1321 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1322 {
1323         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1324         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1325
1326         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1327         if (!zlc)
1328                 return;
1329
1330         i = z - zonelist->_zonerefs;
1331
1332         set_bit(i, zlc->fullzones);
1333 }
1334
1335 #else   /* CONFIG_NUMA */
1336
1337 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1338 {
1339         return NULL;
1340 }
1341
1342 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1343                                 nodemask_t *allowednodes)
1344 {
1345         return 1;
1346 }
1347
1348 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1349 {
1350 }
1351 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1352
1353 /*
1354  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1355  * a page.
1356  */
1357 static struct page *
1358 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1359                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags)
1360 {
1361         struct zoneref *z;
1362         struct page *page = NULL;
1363         int classzone_idx;
1364         struct zone *zone, *preferred_zone;
1365         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1366         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1367         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1368
1369         (void)first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1370                                                         &preferred_zone);
1371         if (!preferred_zone)
1372                 return NULL;
1373
1374         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1375
1376 zonelist_scan:
1377         /*
1378          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1379          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1380          */
1381         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1382                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1383                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1384                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1385                                 continue;
1386                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1387                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1388                                 goto try_next_zone;
1389
1390                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1391                         unsigned long mark;
1392                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1393                                 mark = zone->pages_min;
1394                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1395                                 mark = zone->pages_low;
1396                         else
1397                                 mark = zone->pages_high;
1398                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1399                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1400                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1401                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1402                                         goto this_zone_full;
1403                         }
1404                 }
1405
1406                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1407                 if (page)
1408                         break;
1409 this_zone_full:
1410                 if (NUMA_BUILD)
1411                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1412 try_next_zone:
1413                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1414                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1415                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1416                         zlc_active = 1;
1417                         did_zlc_setup = 1;
1418                 }
1419         }
1420
1421         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1422                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1423                 zlc_active = 0;
1424                 goto zonelist_scan;
1425         }
1426         return page;
1427 }
1428
1429 /*
1430  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1431  */
1432 static struct page *
1433 __alloc_pages_internal(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1434                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1435 {
1436         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1437         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1438         struct zoneref *z;
1439         struct zone *zone;
1440         struct page *page;
1441         struct reclaim_state reclaim_state;
1442         struct task_struct *p = current;
1443         int do_retry;
1444         int alloc_flags;
1445         unsigned long did_some_progress;
1446         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1447
1448         might_sleep_if(wait);
1449
1450         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1451                 return NULL;
1452
1453 restart:
1454         z = zonelist->_zonerefs;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1455
1456         if (unlikely(!z->zone)) {
1457                 /*
1458                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1459                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1460                  */
1461                 return NULL;
1462         }
1463
1464         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1465                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1466         if (page)
1467                 goto got_pg;
1468
1469         /*
1470          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1471          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1472          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1473          * using a larger set of nodes after it has established that the
1474          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1475          * over allocated.
1476          */
1477         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1478                 goto nopage;
1479
1480         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1481                 wakeup_kswapd(zone, order);
1482
1483         /*
1484          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1485          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1486          * to how we want to proceed.
1487          *
1488          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1489          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1490          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1491          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1492          */
1493         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1494         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1495                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1496         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1497                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1498         if (wait)
1499                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1500
1501         /*
1502          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1503          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1504          *
1505          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1506          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1507          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1508          */
1509         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1510                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1511         if (page)
1512                 goto got_pg;
1513
1514         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1515
1516 rebalance:
1517         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1518                         && !in_interrupt()) {
1519                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1520 nofail_alloc:
1521                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1522                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1523                                 zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1524                         if (page)
1525                                 goto got_pg;
1526                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1527                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1528                                 goto nofail_alloc;
1529                         }
1530                 }
1531                 goto nopage;
1532         }
1533
1534         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1535         if (!wait)
1536                 goto nopage;
1537
1538         cond_resched();
1539
1540         /* We now go into synchronous reclaim */
1541         cpuset_memory_pressure_bump();
1542         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1543         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1544         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1545
1546         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask);
1547
1548         p->reclaim_state = NULL;
1549         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1550
1551         cond_resched();
1552
1553         if (order != 0)
1554                 drain_all_pages();
1555
1556         if (likely(did_some_progress)) {
1557                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1558                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1559                 if (page)
1560                         goto got_pg;
1561         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1562                 if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1563                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1564                         goto restart;
1565                 }
1566
1567                 /*
1568                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1569                  * very high watermark here, this is only to catch
1570                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1571                  * under heavy pressure.
1572                  */
1573                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1574                         order, zonelist, high_zoneidx,
1575                         ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1576                 if (page) {
1577                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1578                         goto got_pg;
1579                 }
1580
1581                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1582                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1583                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1584                         goto nopage;
1585                 }
1586
1587                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1588                 clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1589                 goto restart;
1590         }
1591
1592         /*
1593          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1594          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1595          *
1596          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1597          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1598          * implementations.
1599          *
1600          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1601          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1602          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1603          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1604          * allocation still fails, we stop retrying.
1605          */
1606         pages_reclaimed += did_some_progress;
1607         do_retry = 0;
1608         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1609                 if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1610                         do_retry = 1;
1611                 } else {
1612                         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT &&
1613                                 pages_reclaimed < (1 << order))
1614                                         do_retry = 1;
1615                 }
1616                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1617                         do_retry = 1;
1618         }
1619         if (do_retry) {
1620                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1621                 goto rebalance;
1622         }
1623
1624 nopage:
1625         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1626                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1627                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1628                         p->comm, order, gfp_mask);
1629                 dump_stack();
1630                 show_mem();
1631         }
1632 got_pg:
1633         return page;
1634 }
1635
1636 struct page *
1637 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1638                 struct zonelist *zonelist)
1639 {
1640         return __alloc_pages_internal(gfp_mask, order, zonelist, NULL);
1641 }
1642
1643 struct page *
1644 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1645                 struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1646 {
1647         return __alloc_pages_internal(gfp_mask, order, zonelist, nodemask);
1648 }
1649
1650 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1651
1652 /*
1653  * Common helper functions.
1654  */
1655 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1656 {
1657         struct page * page;
1658         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1659         if (!page)
1660                 return 0;
1661         return (unsigned long) page_address(page);
1662 }
1663
1664 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1665
1666 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1667 {
1668         struct page * page;
1669
1670         /*
1671          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1672          * a highmem page
1673          */
1674         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1675
1676         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1677         if (page)
1678                 return (unsigned long) page_address(page);
1679         return 0;
1680 }
1681
1682 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1683
1684 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1685 {
1686         int i = pagevec_count(pvec);
1687
1688         while (--i >= 0)
1689                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1690 }
1691
1692 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1693 {
1694         if (put_page_testzero(page)) {
1695                 if (order == 0)
1696                         free_hot_page(page);
1697                 else
1698                         __free_pages_ok(page, order);
1699         }
1700 }
1701
1702 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1703
1704 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1705 {
1706         if (addr != 0) {
1707                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1708                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1709         }
1710 }
1711
1712 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1713
1714 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1715 {
1716         struct zoneref *z;
1717         struct zone *zone;
1718
1719         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1720         unsigned int sum = 0;
1721
1722         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1723
1724         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1725                 unsigned long size = zone->present_pages;
1726                 unsigned long high = zone->pages_high;
1727                 if (size > high)
1728                         sum += size - high;
1729         }
1730
1731         return sum;
1732 }
1733
1734 /*
1735  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1736  */
1737 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1738 {
1739         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1740 }
1741 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1742
1743 /*
1744  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1745  */
1746 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1747 {
1748         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1749 }
1750
1751 static inline void show_node(struct zone *zone)
1752 {
1753         if (NUMA_BUILD)
1754                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1755 }
1756
1757 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1758 {
1759         val->totalram = totalram_pages;
1760         val->sharedram = 0;
1761         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1762         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1763         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1764         val->freehigh = nr_free_highpages();
1765         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1766 }
1767
1768 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1769
1770 #ifdef CONFIG_NUMA
1771 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1772 {
1773         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1774
1775         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1776         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1777 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1778         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1779         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1780                         NR_FREE_PAGES);
1781 #else
1782         val->totalhigh = 0;
1783         val->freehigh = 0;
1784 #endif
1785         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1786 }
1787 #endif
1788
1789 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1790
1791 /*
1792  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1793  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1794  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1795  */
1796 void show_free_areas(void)
1797 {
1798         int cpu;
1799         struct zone *zone;
1800
1801         for_each_zone(zone) {
1802                 if (!populated_zone(zone))
1803                         continue;
1804
1805                 show_node(zone);
1806                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1807
1808                 for_each_online_cpu(cpu) {
1809                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1810
1811                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1812
1813                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1814                                cpu, pageset->pcp.high,
1815                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1816                 }
1817         }
1818
1819         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1820                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1821                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1822                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1823                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1824                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1825                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1826                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1827                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1828                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1829                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1830                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1831                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1832
1833         for_each_zone(zone) {
1834                 int i;
1835
1836                 if (!populated_zone(zone))
1837                         continue;
1838
1839                 show_node(zone);
1840                 printk("%s"
1841                         " free:%lukB"
1842                         " min:%lukB"
1843                         " low:%lukB"
1844                         " high:%lukB"
1845                         " active:%lukB"
1846                         " inactive:%lukB"
1847                         " present:%lukB"
1848                         " pages_scanned:%lu"
1849                         " all_unreclaimable? %s"
1850                         "\n",
1851                         zone->name,
1852                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1853                         K(zone->pages_min),
1854                         K(zone->pages_low),
1855                         K(zone->pages_high),
1856                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1857                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1858                         K(zone->present_pages),
1859                         zone->pages_scanned,
1860                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1861                         );
1862                 printk("lowmem_reserve[]:");
1863                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1864                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1865                 printk("\n");
1866         }
1867
1868         for_each_zone(zone) {
1869                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1870
1871                 if (!populated_zone(zone))
1872                         continue;
1873
1874                 show_node(zone);
1875                 printk("%s: ", zone->name);
1876
1877                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1878                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1879                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1880                         total += nr[order] << order;
1881                 }
1882                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1883                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1884                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1885                 printk("= %lukB\n", K(total));
1886         }
1887
1888         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
1889
1890         show_swap_cache_info();
1891 }
1892
1893 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
1894 {
1895         zoneref->zone = zone;
1896         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
1897 }
1898
1899 /*
1900  * Builds allocation fallback zone lists.
1901  *
1902  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1903  */
1904 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1905                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1906 {
1907         struct zone *zone;
1908
1909         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1910         zone_type++;
1911
1912         do {
1913                 zone_type--;
1914                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1915                 if (populated_zone(zone)) {
1916                         zoneref_set_zone(zone,
1917                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
1918                         check_highest_zone(zone_type);
1919                 }
1920
1921         } while (zone_type);
1922         return nr_zones;
1923 }
1924
1925
1926 /*
1927  *  zonelist_order:
1928  *  0 = automatic detection of better ordering.
1929  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1930  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1931  *
1932  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1933  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1934  */
1935 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
1936 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
1937 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
1938
1939 /* zonelist order in the kernel.
1940  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
1941  */
1942 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1943 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
1944
1945
1946 #ifdef CONFIG_NUMA
1947 /* The value user specified ....changed by config */
1948 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1949 /* string for sysctl */
1950 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
1951 char numa_zonelist_order[16] = "default";
1952
1953 /*
1954  * interface for configure zonelist ordering.
1955  * command line option "numa_zonelist_order"
1956  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
1957  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
1958  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
1959  */
1960
1961 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
1962 {
1963         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
1964                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1965         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
1966                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
1967         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
1968                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
1969         } else {
1970                 printk(KERN_WARNING
1971                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
1972                         "%s\n", s);
1973                 return -EINVAL;
1974         }
1975         return 0;
1976 }
1977
1978 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
1979 {
1980         if (s)
1981                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
1982         return 0;
1983 }
1984 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
1985
1986 /*
1987  * sysctl handler for numa_zonelist_order
1988  */
1989 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
1990                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
1991                 loff_t *ppos)
1992 {
1993         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
1994         int ret;
1995
1996         if (write)
1997                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
1998                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
1999         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2000         if (ret)
2001                 return ret;
2002         if (write) {
2003                 int oldval = user_zonelist_order;
2004                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2005                         /*
2006                          * bogus value.  restore saved string
2007                          */
2008                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2009                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2010                         user_zonelist_order = oldval;
2011                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2012                         build_all_zonelists();
2013         }
2014         return 0;
2015 }
2016
2017
2018 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2019 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2020
2021 /**
2022  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2023  * @node: node whose fallback list we're appending
2024  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2025  *
2026  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2027  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2028  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2029  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2030  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2031  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2032  * on them otherwise.
2033  * It returns -1 if no node is found.
2034  */
2035 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2036 {
2037         int n, val;
2038         int min_val = INT_MAX;
2039         int best_node = -1;
2040         node_to_cpumask_ptr(tmp, 0);
2041
2042         /* Use the local node if we haven't already */
2043         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2044                 node_set(node, *used_node_mask);
2045                 return node;
2046         }
2047
2048         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2049
2050                 /* Don't want a node to appear more than once */
2051                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2052                         continue;
2053
2054                 /* Use the distance array to find the distance */
2055                 val = node_distance(node, n);
2056
2057                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2058                 val += (n < node);
2059
2060                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2061                 node_to_cpumask_ptr_next(tmp, n);
2062                 if (!cpus_empty(*tmp))
2063                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2064
2065                 /* Slight preference for less loaded node */
2066                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2067                 val += node_load[n];
2068
2069                 if (val < min_val) {
2070                         min_val = val;
2071                         best_node = n;
2072                 }
2073         }
2074
2075         if (best_node >= 0)
2076                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2077
2078         return best_node;
2079 }
2080
2081
2082 /*
2083  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2084  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2085  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2086  */
2087 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2088 {
2089         int j;
2090         struct zonelist *zonelist;
2091
2092         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2093         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2094                 ;
2095         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2096                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2097         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2098         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2099 }
2100
2101 /*
2102  * Build gfp_thisnode zonelists
2103  */
2104 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2105 {
2106         int j;
2107         struct zonelist *zonelist;
2108
2109         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2110         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2111         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2112         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2113 }
2114
2115 /*
2116  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2117  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2118  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2119  * may still exist in local DMA zone.
2120  */
2121 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2122
2123 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2124 {
2125         int pos, j, node;
2126         int zone_type;          /* needs to be signed */
2127         struct zone *z;
2128         struct zonelist *zonelist;
2129
2130         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2131         pos = 0;
2132         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2133                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2134                         node = node_order[j];
2135                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2136                         if (populated_zone(z)) {
2137                                 zoneref_set_zone(z,
2138                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2139                                 check_highest_zone(zone_type);
2140                         }
2141                 }
2142         }
2143         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2144         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2145 }
2146
2147 static int default_zonelist_order(void)
2148 {
2149         int nid, zone_type;
2150         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2151         struct zone *z;
2152         int average_size;
2153         /*
2154          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2155          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2156          * into OOM very easily.
2157          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2158          */
2159         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2160         low_kmem_size = 0;
2161         total_size = 0;
2162         for_each_online_node(nid) {
2163                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2164                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2165                         if (populated_zone(z)) {
2166                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2167                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2168                                 total_size += z->present_pages;
2169                         }
2170                 }
2171         }
2172         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2173             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2174                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2175         /*
2176          * look into each node's config.
2177          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2178          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2179          */
2180         average_size = total_size /
2181                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2182         for_each_online_node(nid) {
2183                 low_kmem_size = 0;
2184                 total_size = 0;
2185                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2186                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2187                         if (populated_zone(z)) {
2188                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2189                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2190                                 total_size += z->present_pages;
2191                         }
2192                 }
2193                 if (low_kmem_size &&
2194                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2195                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2196                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2197         }
2198         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2199 }
2200
2201 static void set_zonelist_order(void)
2202 {
2203         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2204                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2205         else
2206                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2207 }
2208
2209 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2210 {
2211         int j, node, load;
2212         enum zone_type i;
2213         nodemask_t used_mask;
2214         int local_node, prev_node;
2215         struct zonelist *zonelist;
2216         int order = current_zonelist_order;
2217
2218         /* initialize zonelists */
2219         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2220                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2221                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2222                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2223         }
2224
2225         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2226         local_node = pgdat->node_id;
2227         load = num_online_nodes();
2228         prev_node = local_node;
2229         nodes_clear(used_mask);
2230
2231         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2232         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2233         j = 0;
2234
2235         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2236                 int distance = node_distance(local_node, node);
2237
2238                 /*
2239                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2240                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2241                  */
2242                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2243                         zone_reclaim_mode = 1;
2244
2245                 /*
2246                  * We don't want to pressure a particular node.
2247                  * So adding penalty to the first node in same
2248                  * distance group to make it round-robin.
2249                  */
2250                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2251                         node_load[node] = load;
2252
2253                 prev_node = node;
2254                 load--;
2255                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2256                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2257                 else
2258                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2259         }
2260
2261         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2262                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2263                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2264         }
2265
2266         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2267 }
2268
2269 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2270 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2271 {
2272         struct zonelist *zonelist;
2273         struct zonelist_cache *zlc;
2274         struct zoneref *z;
2275
2276         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2277         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2278         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2279         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2280                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2281 }
2282
2283
2284 #else   /* CONFIG_NUMA */
2285
2286 static void set_zonelist_order(void)
2287 {
2288         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2289 }
2290
2291 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2292 {
2293         int node, local_node;
2294         enum zone_type j;
2295         struct zonelist *zonelist;
2296
2297         local_node = pgdat->node_id;
2298
2299         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2300         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2301
2302         /*
2303          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2304          * of all the other nodes.
2305          * We don't want to pressure a particular node, so when
2306          * building the zones for node N, we make sure that the
2307          * zones coming right after the local ones are those from
2308          * node N+1 (modulo N)
2309          */
2310         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2311                 if (!node_online(node))
2312                         continue;
2313                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2314                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2315         }
2316         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2317                 if (!node_online(node))
2318                         continue;
2319                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2320                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2321         }
2322
2323         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2324         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2325 }
2326
2327 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2328 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2329 {
2330         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2331 }
2332
2333 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2334
2335 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
2336 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2337 {
2338         int nid;
2339
2340         for_each_online_node(nid) {
2341                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2342
2343                 build_zonelists(pgdat);
2344                 build_zonelist_cache(pgdat);
2345         }
2346         return 0;
2347 }
2348
2349 void build_all_zonelists(void)
2350 {
2351         set_zonelist_order();
2352
2353         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2354                 __build_all_zonelists(NULL);
2355                 mminit_verify_zonelist();
2356                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2357         } else {
2358                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2359                    of zonelist */
2360                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
2361                 /* cpuset refresh routine should be here */
2362         }
2363         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2364         /*
2365          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2366          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2367          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2368          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2369          * disabled and enable it later
2370          */
2371         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2372                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2373         else
2374                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2375
2376         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2377                 "Total pages: %ld\n",
2378                         num_online_nodes(),
2379                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2380                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2381                         vm_total_pages);
2382 #ifdef CONFIG_NUMA
2383         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2384 #endif
2385 }
2386
2387 /*
2388  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2389  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2390  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2391  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2392  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2393  * conservative, even though it seems large.
2394  *
2395  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2396  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2397  */
2398 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2399
2400 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2401 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2402 {
2403         unsigned long size = 1;
2404
2405         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2406
2407         while (size < pages)
2408                 size <<= 1;
2409
2410         /*
2411          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2412          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2413          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2414          */
2415         size = min(size, 4096UL);
2416
2417         return max(size, 4UL);
2418 }
2419 #else
2420 /*
2421  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2422  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2423  *
2424  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2425  *
2426  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2427  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2428  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2429  *
2430  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2431  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2432  *
2433  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2434  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2435  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2436  */
2437 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2438 {
2439         return 4096UL;
2440 }
2441 #endif
2442
2443 /*
2444  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2445  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2446  * hash function before the remainder is taken.
2447  */
2448 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2449 {
2450         return ffz(~size);
2451 }
2452
2453 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2454
2455 /*
2456  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2457  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2458  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2459  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2460  * blocks as reclaim kicks in
2461  */
2462 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2463 {
2464         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2465         struct page *page;
2466         unsigned long reserve, block_migratetype;
2467
2468         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2469         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2470         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2471         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2472                                                         pageblock_order;
2473
2474         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2475                 if (!pfn_valid(pfn))
2476                         continue;
2477                 page = pfn_to_page(pfn);
2478
2479                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2480                 if (PageReserved(page))
2481                         continue;
2482
2483                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2484
2485                 /* If this block is reserved, account for it */
2486                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2487                         reserve--;
2488                         continue;
2489                 }
2490
2491                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2492                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2493                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2494                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2495                         reserve--;
2496                         continue;
2497                 }
2498
2499                 /*
2500                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2501                  * take it back
2502                  */
2503                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2504                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2505                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2506                 }
2507         }
2508 }
2509
2510 /*
2511  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2512  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2513  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2514  */
2515 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2516                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2517 {
2518         struct page *page;
2519         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2520         unsigned long pfn;
2521         struct zone *z;
2522
2523         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2524         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2525                 /*
2526                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2527                  * handed to this function.  They do not
2528                  * exist on hotplugged memory.
2529                  */
2530                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2531                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2532                                 continue;
2533                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2534                                 continue;
2535                 }
2536                 page = pfn_to_page(pfn);
2537                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2538                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2539                 init_page_count(page);
2540                 reset_page_mapcount(page);
2541                 SetPageReserved(page);
2542                 /*
2543                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2544                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2545                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2546                  * the address space during boot when many long-lived
2547                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2548                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2549                  * setup_zone_migrate_reserve()
2550                  *
2551                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2552                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2553                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2554                  * pfn out of zone.
2555                  */
2556                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2557                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2558                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2559                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2560
2561                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2562 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2563                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2564                 if (!is_highmem_idx(zone))
2565                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2566 #endif
2567         }
2568 }
2569
2570 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2571 {
2572         int order, t;
2573         for_each_migratetype_order(order, t) {
2574                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2575                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2576         }
2577 }
2578
2579 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2580 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2581         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2582 #endif
2583
2584 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2585 {
2586         int batch;
2587
2588         /*
2589          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2590          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2591          *
2592          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2593          */
2594         batch = zone->present_pages / 1024;
2595         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2596                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2597         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2598         if (batch < 1)
2599                 batch = 1;
2600
2601         /*
2602          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2603          * of 2 value was found to be more likely to have
2604          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2605          *
2606          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2607          * batches of pages, one task can end up with a lot
2608          * of pages of one half of the possible page colors
2609          * and the other with pages of the other colors.
2610          */
2611         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2612
2613         return batch;
2614 }
2615
2616 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2617 {
2618         struct per_cpu_pages *pcp;
2619
2620         memset(p, 0, sizeof(*p));
2621
2622         pcp = &p->pcp;
2623         pcp->count = 0;
2624         pcp->high = 6 * batch;
2625         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2626         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2627 }
2628
2629 /*
2630  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2631  * to the value high for the pageset p.
2632  */
2633
2634 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2635                                 unsigned long high)
2636 {
2637         struct per_cpu_pages *pcp;
2638
2639         pcp = &p->pcp;
2640         pcp->high = high;
2641         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2642         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2643                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2644 }
2645
2646
2647 #ifdef CONFIG_NUMA
2648 /*
2649  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2650  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2651  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2652  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2653  * with interrupts disabled.
2654  *
2655  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2656  *
2657  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2658  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2659  * hotplugged processors.
2660  *
2661  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2662  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2663  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2664  */
2665 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2666
2667 /*
2668  * Dynamically allocate memory for the
2669  * per cpu pageset array in struct zone.
2670  */
2671 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2672 {
2673         struct zone *zone, *dzone;
2674         int node = cpu_to_node(cpu);
2675
2676         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2677
2678         for_each_zone(zone) {
2679
2680                 if (!populated_zone(zone))
2681                         continue;
2682
2683                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2684                                          GFP_KERNEL, node);
2685                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2686                         goto bad;
2687
2688                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2689
2690                 if (percpu_pagelist_fraction)
2691                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2692                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2693         }
2694
2695         return 0;
2696 bad:
2697         for_each_zone(dzone) {
2698                 if (!populated_zone(dzone))
2699                         continue;
2700                 if (dzone == zone)
2701                         break;
2702                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2703                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2704         }
2705         return -ENOMEM;
2706 }
2707
2708 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2709 {
2710         struct zone *zone;
2711
2712         for_each_zone(zone) {
2713                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2714
2715                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2716                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2717                         kfree(pset);
2718                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2719         }
2720 }
2721
2722 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2723                 unsigned long action,
2724                 void *hcpu)
2725 {
2726         int cpu = (long)hcpu;
2727         int ret = NOTIFY_OK;
2728
2729         switch (action) {
2730         case CPU_UP_PREPARE:
2731         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2732                 if (process_zones(cpu))
2733                         ret = NOTIFY_BAD;
2734                 break;
2735         case CPU_UP_CANCELED:
2736         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2737         case CPU_DEAD:
2738         case CPU_DEAD_FROZEN:
2739                 free_zone_pagesets(cpu);
2740                 break;
2741         default:
2742                 break;
2743         }
2744         return ret;
2745 }
2746
2747 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2748         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2749
2750 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2751 {
2752         int err;
2753
2754         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2755          * A cpuup callback will do this for every cpu
2756          * as it comes online
2757          */
2758         err = process_zones(smp_processor_id());
2759         BUG_ON(err);
2760         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2761 }
2762
2763 #endif
2764
2765 static noinline __init_refok
2766 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2767 {
2768         int i;
2769         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2770         size_t alloc_size;
2771
2772         /*
2773          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2774          * per zone.
2775          */
2776         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2777                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2778         zone->wait_table_bits =
2779                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2780         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2781                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2782
2783         if (!slab_is_available()) {
2784                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2785                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2786         } else {
2787                 /*
2788                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2789                  * via memory hot-add.
2790                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2791                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2792                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2793                  * node itself as well.
2794                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2795                  * necessary.
2796                  */
2797                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2798         }
2799         if (!zone->wait_table)
2800                 return -ENOMEM;
2801
2802         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2803                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2804
2805         return 0;
2806 }
2807
2808 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2809 {
2810         int cpu;
2811         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2812
2813         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2814 #ifdef CONFIG_NUMA
2815                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2816                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2817                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2818 #else
2819                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2820 #endif
2821         }
2822         if (zone->present_pages)
2823                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2824                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2825 }
2826
2827 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2828                                         unsigned long zone_start_pfn,
2829                                         unsigned long size,
2830                                         enum memmap_context context)
2831 {
2832         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2833         int ret;
2834         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2835         if (ret)
2836                 return ret;
2837         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2838
2839         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2840
2841         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
2842                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
2843                         pgdat->node_id,
2844                         (unsigned long)zone_idx(zone),
2845                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
2846
2847         zone_init_free_lists(zone);
2848
2849         return 0;
2850 }
2851
2852 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2853 /*
2854  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2855  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2856  */
2857 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2858 {
2859         int i;
2860
2861         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2862                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2863                         return i;
2864
2865         return -1;
2866 }
2867
2868 /*
2869  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2870  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
2871  */
2872 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2873 {
2874         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2875                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2876                         return index;
2877
2878         return -1;
2879 }
2880
2881 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2882 /*
2883  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2884  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2885  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2886  * alternative
2887  */
2888 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2889 {
2890         int i;
2891
2892         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2893                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2894                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2895
2896                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2897                         return early_node_map[i].nid;
2898         }
2899
2900         return 0;
2901 }
2902 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2903
2904 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2905 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2906         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2907                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2908
2909 /**
2910  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2911  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2912  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2913  *
2914  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2915  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2916  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2917  */
2918 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2919                                                 unsigned long max_low_pfn)
2920 {
2921         int i;
2922
2923         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2924                 unsigned long size_pages = 0;
2925                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2926
2927                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2928                         continue;
2929
2930                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2931                         end_pfn = max_low_pfn;
2932
2933                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2934                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2935                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2936                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2937         }
2938 }
2939
2940 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
2941 {
2942         int i;
2943         int ret;
2944
2945         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2946                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
2947                               early_node_map[i].end_pfn, data);
2948                 if (ret)
2949                         break;
2950         }
2951 }
2952 /**
2953  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2954  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2955  *
2956  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2957  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2958  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2959  */
2960 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2961 {
2962         int i;
2963
2964         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2965                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2966                                 early_node_map[i].start_pfn,
2967                                 early_node_map[i].end_pfn);
2968 }
2969
2970 /**
2971  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2972  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2973  * @start_pfn: The start pfn of the node
2974  * @end_pfn: The end pfn of the node
2975  *
2976  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2977  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2978  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2979  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2980  * be used later.
2981  */
2982 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2983 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2984                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2985 {
2986         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
2987                         "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2988                         nid, start_pfn, end_pfn);
2989
2990         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2991         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2992                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2993
2994         /* Update the boundaries */
2995         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2996                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2997         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2998                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2999 }
3000
3001 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
3002 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3003                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3004 {
3005         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3006                         "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
3007                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
3008
3009         /* Return if boundary information has not been provided */
3010         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3011                 return;
3012
3013         /* Check the boundaries and update if necessary */
3014         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
3015                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
3016         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
3017                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
3018 }
3019 #else
3020 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3021                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
3022
3023 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3024                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
3025 #endif
3026
3027
3028 /**
3029  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3030  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3031  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3032  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3033  *
3034  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3035  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3036  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3037  * PFNs will be 0.
3038  */
3039 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3040                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3041 {
3042         int i;
3043         *start_pfn = -1UL;
3044         *end_pfn = 0;
3045
3046         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3047                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3048                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3049         }
3050
3051         if (*start_pfn == -1UL)
3052                 *start_pfn = 0;
3053
3054         /* Push the node boundaries out if requested */
3055         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3056 }
3057
3058 /*
3059  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3060  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3061  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3062  */
3063 void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3064 {
3065         int zone_index;
3066         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3067                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3068                         continue;
3069
3070                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3071                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3072                         break;
3073         }
3074
3075         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3076         movable_zone = zone_index;
3077 }
3078
3079 /*
3080  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3081  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3082  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3083  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3084  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3085  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3086  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3087  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3088  */
3089 void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3090                                         unsigned long zone_type,
3091                                         unsigned long node_start_pfn,
3092                                         unsigned long node_end_pfn,
3093                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3094                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3095 {
3096         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3097         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3098                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3099                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3100                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3101                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3102                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3103
3104                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3105                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3106                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3107                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3108
3109                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3110                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3111                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3112         }
3113 }
3114
3115 /*
3116  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3117  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3118  */
3119 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3120                                         unsigned long zone_type,
3121                                         unsigned long *ignored)
3122 {
3123         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3124         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3125
3126         /* Get the start and end of the node and zone */
3127         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3128         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3129         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3130         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3131                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3132                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3133
3134         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3135         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3136                 return 0;
3137
3138         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3139         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3140         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3141
3142         /* Return the spanned pages */
3143         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3144 }
3145
3146 /*
3147  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3148  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3149  */
3150 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3151                                 unsigned long range_start_pfn,
3152                                 unsigned long range_end_pfn)
3153 {
3154         int i = 0;
3155         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3156         unsigned long start_pfn;
3157
3158         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3159         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3160         if (i == -1)
3161                 return 0;
3162
3163         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3164
3165         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3166         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3167                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3168
3169         /* Find all holes for the zone within the node */
3170         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3171
3172                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3173                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3174                         break;
3175
3176                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3177                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3178                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3179
3180                 /* Update the hole size cound and move on */
3181                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3182                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3183                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3184                 }
3185                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3186         }
3187
3188         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3189         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3190                 hole_pages += range_end_pfn -
3191                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3192
3193         return hole_pages;
3194 }
3195
3196 /**
3197  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3198  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3199  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3200  *
3201  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3202  */
3203 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3204                                                         unsigned long end_pfn)
3205 {
3206         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3207 }
3208
3209 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3210 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3211                                         unsigned long zone_type,
3212                                         unsigned long *ignored)
3213 {
3214         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3215         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3216
3217         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3218         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3219                                                         node_start_pfn);
3220         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3221                                                         node_end_pfn);
3222
3223         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3224                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3225                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3226         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3227 }
3228
3229 #else
3230 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3231                                         unsigned long zone_type,
3232                                         unsigned long *zones_size)
3233 {
3234         return zones_size[zone_type];
3235 }
3236
3237 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3238                                                 unsigned long zone_type,
3239                                                 unsigned long *zholes_size)
3240 {
3241         if (!zholes_size)
3242                 return 0;
3243
3244         return zholes_size[zone_type];
3245 }
3246
3247 #endif
3248
3249 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3250                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3251 {
3252         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3253         enum zone_type i;
3254
3255         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3256                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3257                                                                 zones_size);
3258         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3259
3260         realtotalpages = totalpages;
3261         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3262                 realtotalpages -=
3263                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3264                                                                 zholes_size);
3265         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3266         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3267                                                         realtotalpages);
3268 }
3269
3270 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3271 /*
3272  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3273  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3274  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3275  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3276  * bytes.
3277  */
3278 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3279 {
3280         unsigned long usemapsize;
3281
3282         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3283         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3284         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3285         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3286
3287         return usemapsize / 8;
3288 }
3289
3290 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3291                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3292 {
3293         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3294         zone->pageblock_flags = NULL;
3295         if (usemapsize) {
3296                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3297                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3298         }
3299 }
3300 #else
3301 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3302                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3303 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3304
3305 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3306
3307 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3308 static inline int pageblock_default_order(void)
3309 {
3310         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3311                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3312
3313         return MAX_ORDER-1;
3314 }
3315
3316 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3317 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3318 {
3319         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3320         if (pageblock_order)
3321                 return;
3322
3323         /*
3324          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3325          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3326          */
3327         pageblock_order = order;
3328 }
3329 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3330
3331 /*
3332  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3333  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3334  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3335  * pageblock_order based on the kernel config
3336  */
3337 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3338 {
3339         return MAX_ORDER-1;
3340 }
3341 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3342
3343 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3344
3345 /*
3346  * Set up the zone data structures:
3347  *   - mark all pages reserved
3348  *   - mark all memory queues empty
3349  *   - clear the memory bitmaps
3350  */
3351 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3352                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3353 {
3354         enum zone_type j;
3355         int nid = pgdat->node_id;
3356         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3357         int ret;
3358
3359         pgdat_resize_init(pgdat);
3360         pgdat->nr_zones = 0;
3361         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3362         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3363         
3364         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3365                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3366                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3367
3368                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3369                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3370                                                                 zholes_size);
3371
3372                 /*
3373                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3374                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3375                  * and per-cpu initialisations
3376                  */
3377                 memmap_pages =
3378                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3379                 if (realsize >= memmap_pages) {
3380                         realsize -= memmap_pages;
3381                         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3382                                 "%s zone: %lu pages used for memmap\n",
3383                                 zone_names[j], memmap_pages);
3384                 } else
3385                         printk(KERN_WARNING
3386                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3387                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3388
3389                 /* Account for reserved pages */
3390                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3391                         realsize -= dma_reserve;
3392                         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3393                                         "%s zone: %lu pages reserved\n",
3394                                         zone_names[0], dma_reserve);
3395                 }
3396
3397                 if (!is_highmem_idx(j))
3398                         nr_kernel_pages += realsize;
3399                 nr_all_pages += realsize;
3400
3401                 zone->spanned_pages = size;
3402                 zone->present_pages = realsize;
3403 #ifdef CONFIG_NUMA
3404                 zone->node = nid;
3405                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3406                                                 / 100;
3407                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3408 #endif
3409                 zone->name = zone_names[j];
3410                 spin_lock_init(&zone->lock);
3411                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3412                 zone_seqlock_init(zone);
3413                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3414
3415                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3416
3417                 zone_pcp_init(zone);
3418                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
3419                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
3420                 zone->nr_scan_active = 0;
3421                 zone->nr_scan_inactive = 0;
3422                 zap_zone_vm_stats(zone);
3423                 zone->flags = 0;
3424                 if (!size)
3425                         continue;
3426
3427                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3428                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3429                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3430                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3431                 BUG_ON(ret);
3432                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3433                 zone_start_pfn += size;
3434         }
3435 }
3436
3437 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3438 {
3439         /* Skip empty nodes */
3440         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3441                 return;
3442
3443 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3444         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3445         if (!pgdat->node_mem_map) {
3446                 unsigned long size, start, end;
3447                 struct page *map;
3448
3449                 /*
3450                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3451                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3452                  * for the buddy allocator to function correctly.
3453                  */
3454                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3455                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3456                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3457                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3458                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3459                 if (!map)
3460                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3461                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3462         }
3463 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3464         /*
3465          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3466          */
3467         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3468                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3469 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3470                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3471                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3472 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3473         }
3474 #endif
3475 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3476 }
3477
3478 void __paginginit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
3479                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
3480                 unsigned long *zholes_size)
3481 {
3482         pgdat->node_id = nid;
3483         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3484         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3485
3486         alloc_node_mem_map(pgdat);
3487 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3488         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3489                 nid, (unsigned long)pgdat,
3490                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3491 #endif
3492
3493         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3494 }
3495
3496 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3497
3498 #if MAX_NUMNODES > 1
3499 /*
3500  * Figure out the number of possible node ids.
3501  */
3502 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3503 {
3504         unsigned int node;
3505         unsigned int highest = 0;
3506
3507         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3508                 highest = node;
3509         nr_node_ids = highest + 1;
3510 }
3511 #else
3512 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3513 {
3514 }
3515 #endif
3516
3517 /**
3518  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3519  * @nid: The node ID the range resides on
3520  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3521  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3522  *
3523  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3524  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3525  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3526  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3527  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3528  */
3529 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3530                                                 unsigned long end_pfn)
3531 {
3532         int i;
3533
3534         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3535                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3536                         "%d entries of %d used\n",
3537                         nid, start_pfn, end_pfn,
3538                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3539
3540         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3541
3542         /* Merge with existing active regions if possible */
3543         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3544                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3545                         continue;
3546
3547                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3548                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3549                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3550                         return;
3551
3552                 /* Merge forward if suitable */
3553                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3554                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3555                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3556                         return;
3557                 }
3558
3559                 /* Merge backward if suitable */
3560                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3561                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3562                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3563                         return;
3564                 }
3565         }
3566
3567         /* Check that early_node_map is large enough */
3568         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3569                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3570                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3571                 return;
3572         }
3573
3574         early_node_map[i].nid = nid;
3575         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3576         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3577         nr_nodemap_entries = i + 1;
3578 }
3579
3580 /**
3581  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3582  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3583  * @start_pfn: The new PFN of the range
3584  * @end_pfn: The new PFN of the range
3585  *
3586  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3587  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3588  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3589  * range.
3590  */
3591 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3592                                 unsigned long end_pfn)
3593 {
3594         int i, j;
3595         int removed = 0;
3596
3597         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3598                           nid, start_pfn, end_pfn);
3599
3600         /* Find the old active region end and shrink */
3601         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3602                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3603                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3604                         /* clear it */
3605                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3606                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3607                         removed = 1;
3608                         continue;
3609                 }
3610                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3611                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3612                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3613                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3614                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3615                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3616                         continue;
3617                 }
3618                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3619                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3620                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3621                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3622                         continue;
3623                 }
3624         }
3625
3626         if (!removed)
3627                 return;
3628
3629         /* remove the blank ones */
3630         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3631                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3632                         continue;
3633                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3634                         continue;
3635                 /* we found it, get rid of it */
3636                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3637                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3638                                 sizeof(early_node_map[j]));
3639                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3640                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3641                 nr_nodemap_entries--;
3642         }
3643 }
3644
3645 /**
3646  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3647  *
3648  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3649  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3650  * all currently registered regions.
3651  */
3652 void __init remove_all_active_ranges(void)
3653 {
3654         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3655         nr_nodemap_entries = 0;
3656 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3657         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3658         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3659 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3660 }
3661
3662 /* Compare two active node_active_regions */
3663 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3664 {
3665         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3666         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3667
3668         /* Done this way to avoid overflows */
3669         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3670                 return 1;
3671         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3672                 return -1;
3673
3674         return 0;
3675 }
3676
3677 /* sort the node_map by start_pfn */
3678 static void __init sort_node_map(void)
3679 {
3680         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3681                         sizeof(struct node_active_region),
3682                         cmp_node_active_region, NULL);
3683 }
3684
3685 /* Find the lowest pfn for a node */
3686 unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3687 {
3688         int i;
3689         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3690
3691         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3692         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3693                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3694
3695         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3696                 printk(KERN_WARNING
3697                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3698                 return 0;
3699         }
3700
3701         return min_pfn;
3702 }
3703
3704 /**
3705  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3706  *
3707  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3708  * add_active_range().
3709  */
3710 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3711 {
3712         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3713 }
3714
3715 /**
3716  * find_max_pfn_with_active_regions - Find the maximum PFN registered
3717  *
3718  * It returns the maximum PFN based on information provided via
3719  * add_active_range().
3720  */
3721 unsigned long __init find_max_pfn_with_active_regions(void)
3722 {
3723         int i;
3724         unsigned long max_pfn = 0;
3725
3726         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3727                 max_pfn = max(max_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3728
3729         return max_pfn;
3730 }
3731
3732 /*
3733  * early_calculate_totalpages()
3734  * Sum pages in active regions for movable zone.
3735  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3736  */
3737 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3738 {
3739         int i;
3740         unsigned long totalpages = 0;
3741
3742         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3743                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3744                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3745                 totalpages += pages;
3746                 if (pages)
3747                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3748         }
3749         return totalpages;
3750 }
3751
3752 /*
3753  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3754  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3755  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3756  * others
3757  */
3758 void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3759 {
3760         int i, nid;
3761         unsigned long usable_startpfn;
3762         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3763         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3764         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3765
3766         /*
3767          * If movablecore was specified, calculate what size of
3768          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3769          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3770          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3771          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3772          * what movablecore would have allowed.
3773          */
3774         if (required_movablecore) {
3775                 unsigned long corepages;
3776
3777                 /*
3778                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3779                  * was requested by the user
3780                  */
3781                 required_movablecore =
3782                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3783                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3784
3785                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3786         }
3787
3788         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3789         if (!required_kernelcore)
3790                 return;
3791
3792         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3793         find_usable_zone_for_movable();
3794         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3795
3796 restart:
3797         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3798         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3799         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3800                 /*
3801                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3802                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3803                  * amount of memory for the kernel
3804                  */
3805                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3806                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3807
3808                 /*
3809                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3810                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3811                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3812                  */
3813                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3814
3815                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3816                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3817                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3818                         unsigned long size_pages;
3819
3820                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3821                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3822                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3823                         if (start_pfn >= end_pfn)
3824                                 continue;
3825
3826                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3827                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3828                                 unsigned long kernel_pages;
3829                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3830                                                                 - start_pfn;
3831
3832                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3833                                                         kernelcore_remaining);
3834                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3835                                                         required_kernelcore);
3836
3837                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3838                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3839
3840                                         /*
3841                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3842                                          * that if we have to rebalance
3843                                          * kernelcore across nodes, we will
3844                                          * not double account here
3845                                          */
3846                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3847                                         continue;
3848                                 }
3849                                 start_pfn = usable_startpfn;
3850                         }
3851
3852                         /*
3853                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3854                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3855                          * number of pages used as kernelcore
3856                          */
3857                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3858                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3859                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3860                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3861
3862                         /*
3863                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3864                          * break if the kernelcore for this node has been
3865                          * satisified
3866                          */
3867                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3868                                                                 size_pages);
3869                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3870                         if (!kernelcore_remaining)
3871                                 break;
3872                 }
3873         }
3874
3875         /*
3876          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3877          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3878          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3879          * satisified
3880          */
3881         usable_nodes--;
3882         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
3883                 goto restart;
3884
3885         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
3886         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
3887                 zone_movable_pfn[nid] =
3888                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
3889 }
3890
3891 /* Any regular memory on that node ? */
3892 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
3893 {
3894 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
3895         enum zone_type zone_type;
3896
3897         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
3898                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
3899                 if (zone->present_pages)
3900                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
3901         }
3902 #endif
3903 }
3904
3905 /**
3906  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3907  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
3908  *
3909  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
3910  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
3911  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
3912  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
3913  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
3914  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
3915  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
3916  * at arch_max_dma_pfn.
3917  */
3918 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
3919 {
3920         unsigned long nid;
3921         enum zone_type i;
3922
3923         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
3924         sort_node_map();
3925
3926         /* Record where the zone boundaries are */
3927         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
3928                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
3929         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
3930                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
3931         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
3932         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
3933         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3934                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3935                         continue;
3936                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
3937                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
3938                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
3939                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
3940         }
3941         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3942         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3943
3944         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
3945         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
3946         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
3947
3948         /* Print out the zone ranges */
3949         printk("Zone PFN ranges:\n");
3950         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3951                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3952                         continue;
3953                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
3954                                 zone_names[i],
3955                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
3956                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
3957         }
3958
3959         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
3960         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
3961         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
3962                 if (zone_movable_pfn[i])
3963                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
3964         }
3965
3966         /* Print out the early_node_map[] */
3967         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
3968         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3969                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
3970                                                 early_node_map[i].start_pfn,
3971                                                 early_node_map[i].end_pfn);
3972
3973         /* Initialise every node */
3974         mminit_verify_pageflags_layout();
3975         setup_nr_node_ids();
3976         for_each_online_node(nid) {
3977                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3978                 free_area_init_node(nid, pgdat, NULL,
3979                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
3980
3981                 /* Any memory on that node */
3982                 if (pgdat->node_present_pages)
3983                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
3984                 check_for_regular_memory(pgdat);
3985         }
3986 }
3987
3988 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
3989 {
3990         unsigned long long coremem;
3991         if (!p)
3992                 return -EINVAL;
3993
3994         coremem = memparse(p, &p);
3995         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
3996
3997         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
3998         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
3999
4000         return 0;
4001 }
4002
4003 /*
4004  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4005  * cannot be reclaimed or migrated.
4006  */
4007 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4008 {
4009         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4010 }
4011
4012 /*
4013  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4014  * can be reclaimed or migrated.
4015  */
4016 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4017 {
4018         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4019 }
4020
4021 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4022 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4023
4024 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4025
4026 /**
4027  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4028  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4029  *
4030  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4031  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4032  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4033  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4034  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4035  * smaller per-cpu batchsize.
4036  */
4037 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4038 {
4039         dma_reserve = new_dma_reserve;
4040 }
4041
4042 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4043 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
4044 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
4045
4046 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4047 #endif
4048
4049 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4050 {
4051         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
4052                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4053 }
4054
4055 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4056                                  unsigned long action, void *hcpu)
4057 {
4058         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4059
4060         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4061                 drain_pages(cpu);
4062
4063                 /*
4064                  * Spill the event counters of the dead processor
4065                  * into the current processors event counters.
4066                  * This artificially elevates the count of the current
4067                  * processor.
4068                  */
4069                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4070
4071                 /*
4072                  * Zero the differential counters of the dead processor
4073                  * so that the vm statistics are consistent.
4074                  *
4075                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4076                  * race with what we are doing.
4077                  */
4078                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4079         }
4080         return NOTIFY_OK;
4081 }
4082
4083 void __init page_alloc_init(void)
4084 {
4085         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4086 }
4087
4088 /*
4089  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4090  *      or min_free_kbytes changes.
4091  */
4092 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4093 {
4094         struct pglist_data *pgdat;
4095         unsigned long reserve_pages = 0;
4096         enum zone_type i, j;
4097
4098         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4099                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4100                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4101                         unsigned long max = 0;
4102
4103                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4104                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4105                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4106                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4107                         }
4108
4109                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4110                         max += zone->pages_high;
4111
4112                         if (max > zone->present_pages)
4113                                 max = zone->present_pages;
4114                         reserve_pages += max;
4115                 }
4116         }
4117         totalreserve_pages = reserve_pages;
4118 }
4119
4120 /*
4121  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4122  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4123  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4124  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4125  */
4126 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4127 {
4128         struct pglist_data *pgdat;
4129         enum zone_type j, idx;
4130
4131         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4132                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4133                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4134                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4135
4136                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4137
4138                         idx = j;
4139                         while (idx) {
4140                                 struct zone *lower_zone;
4141
4142                                 idx--;
4143
4144                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4145                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4146
4147                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4148                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4149                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4150                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4151                         }
4152                 }
4153         }
4154
4155         /* update totalreserve_pages */
4156         calculate_totalreserve_pages();
4157 }
4158
4159 /**
4160  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4161  *
4162  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4163  * with respect to min_free_kbytes.
4164  */
4165 void setup_per_zone_pages_min(void)
4166 {
4167         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4168         unsigned long lowmem_pages = 0;
4169         struct zone *zone;
4170         unsigned long flags;
4171
4172         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4173         for_each_zone(zone) {
4174                 if (!is_highmem(zone))
4175                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4176         }
4177
4178         for_each_zone(zone) {
4179                 u64 tmp;
4180
4181                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4182                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4183                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4184                 if (is_highmem(zone)) {
4185                         /*
4186                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4187                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4188                          * value here.
4189                          *
4190                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4191                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4192                          * not be capped for highmem.
4193                          */
4194                         int min_pages;
4195
4196                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4197                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4198                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4199                         if (min_pages > 128)
4200                                 min_pages = 128;
4201                         zone->pages_min = min_pages;
4202                 } else {
4203                         /*
4204                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4205                          * proportionate to the zone's size.
4206                          */
4207                         zone->pages_min = tmp;
4208                 }
4209
4210                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4211                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4212                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4213                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4214         }
4215
4216         /* update totalreserve_pages */
4217         calculate_totalreserve_pages();
4218 }
4219
4220 /*
4221  * Initialise min_free_kbytes.
4222  *
4223  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4224  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4225  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4226  *
4227  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4228  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4229  *
4230  * which yields
4231  *
4232  * 16MB:        512k
4233  * 32MB:        724k
4234  * 64MB:        1024k
4235  * 128MB:       1448k
4236  * 256MB:       2048k
4237  * 512MB:       2896k
4238  * 1024MB:      4096k
4239  * 2048MB:      5792k
4240  * 4096MB:      8192k
4241  * 8192MB:      11584k
4242  * 16384MB:     16384k
4243  */
4244 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4245 {
4246         unsigned long lowmem_kbytes;
4247
4248         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4249
4250         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4251         if (min_free_kbytes < 128)
4252                 min_free_kbytes = 128;
4253         if (min_free_kbytes > 65536)
4254                 min_free_kbytes = 65536;
4255         setup_per_zone_pages_min();
4256         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4257         return 0;
4258 }
4259 module_init(init_per_zone_pages_min)
4260
4261 /*
4262  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4263  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4264  *      changes.
4265  */
4266 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4267         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4268 {
4269         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4270         if (write)
4271                 setup_per_zone_pages_min();
4272         return 0;
4273 }
4274
4275 #ifdef CONFIG_NUMA
4276 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4277         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4278 {
4279         struct zone *zone;
4280         int rc;
4281
4282         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4283         if (rc)
4284                 return rc;
4285
4286         for_each_zone(zone)
4287                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4288                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4289         return 0;
4290 }
4291
4292 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4293         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4294 {
4295         struct zone *zone;
4296         int rc;
4297
4298         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4299         if (rc)
4300                 return rc;
4301
4302         for_each_zone(zone)
4303                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4304                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4305         return 0;
4306 }
4307 #endif
4308
4309 /*
4310  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4311  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4312  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4313  *
4314  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4315  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4316  * if in function of the boot time zone sizes.
4317  */
4318 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4319         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4320 {
4321         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4322         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4323         return 0;
4324 }
4325
4326 /*
4327  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4328  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4329  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4330  */
4331
4332 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4333         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4334 {
4335         struct zone *zone;
4336         unsigned int cpu;
4337         int ret;
4338
4339         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4340         if (!write || (ret == -EINVAL))
4341                 return ret;
4342         for_each_zone(zone) {
4343                 for_each_online_cpu(cpu) {
4344                         unsigned long  high;
4345                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4346                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4347                 }
4348         }
4349         return 0;
4350 }
4351
4352 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4353
4354 #ifdef CONFIG_NUMA
4355 static int __init set_hashdist(char *str)
4356 {
4357         if (!str)
4358                 return 0;
4359         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4360         return 1;
4361 }
4362 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4363 #endif
4364
4365 /*
4366  * allocate a large system hash table from bootmem
4367  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4368  *   quantity of entries
4369  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4370  */
4371 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4372                                      unsigned long bucketsize,
4373                                      unsigned long numentries,
4374                                      int scale,
4375                                      int flags,
4376                                      unsigned int *_hash_shift,
4377                                      unsigned int *_hash_mask,
4378                                      unsigned long limit)
4379 {
4380         unsigned long long max = limit;
4381         unsigned long log2qty, size;
4382         void *table = NULL;
4383
4384         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4385         if (!numentries) {
4386                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4387                 numentries = nr_kernel_pages;
4388                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4389                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4390                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4391
4392                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4393                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4394                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4395                 else
4396                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4397
4398                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4399                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4400                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4401         }
4402         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4403
4404         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4405         if (max == 0) {
4406                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4407                 do_div(max, bucketsize);
4408         }
4409
4410         if (numentries > max)
4411                 numentries = max;
4412
4413         log2qty = ilog2(numentries);
4414
4415         do {
4416                 size = bucketsize << log2qty;
4417                 if (flags & HASH_EARLY)
4418                         table = alloc_bootmem(size);
4419                 else if (hashdist)
4420                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4421                 else {
4422                         unsigned long order = get_order(size);
4423                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
4424                         /*
4425                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4426                          * some pages at the end of hash table.
4427                          */
4428                         if (table) {
4429                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4430                                                 (PAGE_SIZE << order);
4431                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4432                                                 PAGE_ALIGN(size);
4433                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4434                                 while (used < alloc_end) {
4435                                         free_page(used);
4436                                         used += PAGE_SIZE;
4437                                 }
4438                         }
4439                 }
4440         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4441
4442         if (!table)
4443                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4444
4445         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4446                tablename,
4447                (1U << log2qty),
4448                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4449                size);
4450
4451         if (_hash_shift)
4452                 *_hash_shift = log2qty;
4453         if (_hash_mask)
4454                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4455
4456         return table;
4457 }
4458
4459 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
4460 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
4461 {
4462         return __pfn_to_page(pfn);
4463 }
4464 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
4465 {
4466         return __page_to_pfn(page);
4467 }
4468 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
4469 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
4470 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
4471
4472 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4473 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4474                                                         unsigned long pfn)
4475 {
4476 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4477         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4478 #else
4479         return zone->pageblock_flags;
4480 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4481 }
4482
4483 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4484 {
4485 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4486         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4487         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4488 #else
4489         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4490         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4491 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4492 }
4493
4494 /**
4495  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4496  * @page: The page within the block of interest
4497  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4498  * @end_bitidx: The last bit of interest
4499  * returns pageblock_bits flags
4500  */
4501 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4502                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4503 {
4504         struct zone *zone;
4505         unsigned long *bitmap;
4506         unsigned long pfn, bitidx;
4507         unsigned long flags = 0;
4508         unsigned long value = 1;
4509
4510         zone = page_zone(page);
4511         pfn = page_to_pfn(page);
4512         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4513         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4514
4515         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4516                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4517                         flags |= value;
4518
4519         return flags;
4520 }
4521
4522 /**
4523  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4524  * @page: The page within the block of interest
4525  * @start_bitidx: The first bit of interest
4526  * @end_bitidx: The last bit of interest
4527  * @flags: The flags to set
4528  */
4529 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4530                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4531 {
4532         struct zone *zone;
4533         unsigned long *bitmap;
4534         unsigned long pfn, bitidx;
4535         unsigned long value = 1;
4536
4537         zone = page_zone(page);
4538         pfn = page_to_pfn(page);
4539         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4540         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4541         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4542         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4543
4544         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4545                 if (flags & value)
4546                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4547                 else
4548                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4549 }
4550
4551 /*
4552  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4553  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4554  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4555  */
4556
4557 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4558 {
4559         struct zone *zone;
4560         unsigned long flags;
4561         int ret = -EBUSY;
4562
4563         zone = page_zone(page);
4564         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4565         /*
4566          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4567          */
4568         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4569                 goto out;
4570         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4571         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4572         ret = 0;
4573 out:
4574         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4575         if (!ret)
4576                 drain_all_pages();
4577         return ret;
4578 }
4579
4580 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4581 {
4582         struct zone *zone;
4583         unsigned long flags;
4584         zone = page_zone(page);
4585         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4586         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4587                 goto out;
4588         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4589         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4590 out:
4591         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4592 }
4593
4594 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4595 /*
4596  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4597  */
4598 void
4599 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4600 {
4601         struct page *page;
4602         struct zone *zone;
4603         int order, i;
4604         unsigned long pfn;
4605         unsigned long flags;
4606         /* find the first valid pfn */
4607         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4608                 if (pfn_valid(pfn))
4609                         break;
4610         if (pfn == end_pfn)
4611                 return;
4612         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4613         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4614         pfn = start_pfn;
4615         while (pfn < end_pfn) {
4616                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4617                         pfn++;
4618                         continue;
4619                 }
4620                 page = pfn_to_page(pfn);
4621                 BUG_ON(page_count(page));
4622                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4623                 order = page_order(page);
4624 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4625                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4626                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4627 #endif
4628                 list_del(&page->lru);
4629                 rmv_page_order(page);
4630                 zone->free_area[order].nr_free--;
4631                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4632                                       - (1UL << order));
4633                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4634                         SetPageReserved((page+i));
4635                 pfn += (1 << order);
4636         }
4637         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4638 }
4639 #endif