feb791648a1f6fd91c459da70ce77bc914c0928e
[linux-2.6.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/oom.h>
32 #include <linux/notifier.h>
33 #include <linux/topology.h>
34 #include <linux/sysctl.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/memory_hotplug.h>
38 #include <linux/nodemask.h>
39 #include <linux/vmalloc.h>
40 #include <linux/mempolicy.h>
41 #include <linux/stop_machine.h>
42 #include <linux/sort.h>
43 #include <linux/pfn.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/fault-inject.h>
46 #include <linux/page-isolation.h>
47 #include <linux/memcontrol.h>
48 #include <linux/debugobjects.h>
49
50 #include <asm/tlbflush.h>
51 #include <asm/div64.h>
52 #include "internal.h"
53
54 /*
55  * Array of node states.
56  */
57 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
58         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
59         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
60 #ifndef CONFIG_NUMA
61         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
62 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
63         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
64 #endif
65         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
66 #endif  /* NUMA */
67 };
68 EXPORT_SYMBOL(node_states);
69
70 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
71 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
72 long nr_swap_pages;
73 int percpu_pagelist_fraction;
74
75 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
76 int pageblock_order __read_mostly;
77 #endif
78
79 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
80
81 /*
82  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
83  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
84  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
85  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
86  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
87  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
88  *
89  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
90  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
91  */
92 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
93 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
94          256,
95 #endif
96 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
97          256,
98 #endif
99 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
100          32,
101 #endif
102          32,
103 };
104
105 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
106
107 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
108 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
109          "DMA",
110 #endif
111 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
112          "DMA32",
113 #endif
114          "Normal",
115 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
116          "HighMem",
117 #endif
118          "Movable",
119 };
120
121 int min_free_kbytes = 1024;
122
123 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
124 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
125 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
126
127 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
128   /*
129    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
130    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
131    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
132    * so the number of times add_active_range() can be called is
133    * related to the number of nodes and the number of holes
134    */
135   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
136     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
137     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
138   #else
139     #if MAX_NUMNODES >= 32
140       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
141       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
142     #else
143       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
144       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
145     #endif
146   #endif
147
148   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
149   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
150   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
151   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
152 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
153   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
154   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
155 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
156   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
157   static unsigned long __initdata required_movablecore;
158   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
159
160   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
161   int movable_zone;
162   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
163 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
164
165 #if MAX_NUMNODES > 1
166 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
167 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
168 #endif
169
170 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
171
172 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
173 {
174         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
175                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
176 }
177
178 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
179 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
180 {
181         int ret = 0;
182         unsigned seq;
183         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
184
185         do {
186                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
187                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
188                         ret = 1;
189                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
190                         ret = 1;
191         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
192
193         return ret;
194 }
195
196 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
197 {
198         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
199                 return 0;
200         if (zone != page_zone(page))
201                 return 0;
202
203         return 1;
204 }
205 /*
206  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
207  */
208 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
209 {
210         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
211                 return 1;
212         if (!page_is_consistent(zone, page))
213                 return 1;
214
215         return 0;
216 }
217 #else
218 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
219 {
220         return 0;
221 }
222 #endif
223
224 static void bad_page(struct page *page)
225 {
226         void *pc = page_get_page_cgroup(page);
227
228         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n" KERN_EMERG
229                 "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n",
230                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
231                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
232                 page_mapcount(page), page_count(page));
233         if (pc) {
234                 printk(KERN_EMERG "cgroup:%p\n", pc);
235                 page_reset_bad_cgroup(page);
236         }
237         printk(KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
238                 KERN_EMERG "Backtrace:\n");
239         dump_stack();
240         page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CLEAR_WHEN_BAD;
241         set_page_count(page, 0);
242         reset_page_mapcount(page);
243         page->mapping = NULL;
244         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
245 }
246
247 /*
248  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
249  *
250  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
251  *
252  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
253  *
254  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
255  * the head page (even the head page has this).
256  *
257  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
258  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
259  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
260  */
261
262 static void free_compound_page(struct page *page)
263 {
264         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
265 }
266
267 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
268 {
269         int i;
270         int nr_pages = 1 << order;
271
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;
436
437                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
438                 list_del(&buddy->lru);
439                 zone->free_area[order].nr_free--;
440                 rmv_page_order(buddy);
441                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
442                 page = page + (combined_idx - page_idx);
443                 page_idx = combined_idx;
444                 order++;
445         }
446         set_page_order(page, order);
447         list_add(&page->lru,
448                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
449         zone->free_area[order].nr_free++;
450 }
451
452 static inline int free_pages_check(struct page *page)
453 {
454         if (unlikely(page_mapcount(page) |
455                 (page->mapping != NULL)  |
456                 (page_get_page_cgroup(page) != NULL) |
457                 (page_count(page) != 0)  |
458                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE)))
459                 bad_page(page);
460         if (PageDirty(page))
461                 __ClearPageDirty(page);
462         /*
463          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
464          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
465          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
466          */
467         return PageReserved(page);
468 }
469
470 /*
471  * Frees a list of pages. 
472  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
473  * count is the number of pages to free.
474  *
475  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
476  * see if this freeing clears that state.
477  *
478  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
479  * pinned" detection logic.
480  */
481 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
482                                         struct list_head *list, int order)
483 {
484         spin_lock(&zone->lock);
485         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
486         zone->pages_scanned = 0;
487         while (count--) {
488                 struct page *page;
489
490                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
491                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
492                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
493                 list_del(&page->lru);
494                 __free_one_page(page, zone, order);
495         }
496         spin_unlock(&zone->lock);
497 }
498
499 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
500 {
501         spin_lock(&zone->lock);
502         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
503         zone->pages_scanned = 0;
504         __free_one_page(page, zone, order);
505         spin_unlock(&zone->lock);
506 }
507
508 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
509 {
510         unsigned long flags;
511         int i;
512         int reserved = 0;
513
514         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
515                 reserved += free_pages_check(page + i);
516         if (reserved)
517                 return;
518
519         if (!PageHighMem(page)) {
520                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
521                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
522                                            PAGE_SIZE << order);
523         }
524         arch_free_page(page, order);
525         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
526
527         local_irq_save(flags);
528         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
529         free_one_page(page_zone(page), page, order);
530         local_irq_restore(flags);
531 }
532
533 /*
534  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
535  */
536 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
537 {
538         if (order == 0) {
539                 __ClearPageReserved(page);
540                 set_page_count(page, 0);
541                 set_page_refcounted(page);
542                 __free_page(page);
543         } else {
544                 int loop;
545
546                 prefetchw(page);
547                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
548                         struct page *p = &page[loop];
549
550                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
551                                 prefetchw(p + 1);
552                         __ClearPageReserved(p);
553                         set_page_count(p, 0);
554                 }
555
556                 set_page_refcounted(page);
557                 __free_pages(page, order);
558         }
559 }
560
561
562 /*
563  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
564  * Please do not alter this order without good reasons and regression
565  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
566  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
567  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
568  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
569  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
570  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
571  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
572  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
573  *
574  * -- wli
575  */
576 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
577         int low, int high, struct free_area *area,
578         int migratetype)
579 {
580         unsigned long size = 1 << high;
581
582         while (high > low) {
583                 area--;
584                 high--;
585                 size >>= 1;
586                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
587                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
588                 area->nr_free++;
589                 set_page_order(&page[size], high);
590         }
591 }
592
593 /*
594  * This page is about to be returned from the page allocator
595  */
596 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
597 {
598         if (unlikely(page_mapcount(page) |
599                 (page->mapping != NULL)  |
600                 (page_get_page_cgroup(page) != NULL) |
601                 (page_count(page) != 0)  |
602                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)))
603                 bad_page(page);
604
605         /*
606          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
607          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
608          */
609         if (PageReserved(page))
610                 return 1;
611
612         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_reclaim |
613                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
614                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
615         set_page_private(page, 0);
616         set_page_refcounted(page);
617
618         arch_alloc_page(page, order);
619         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
620
621         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
622                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
623
624         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
625                 prep_compound_page(page, order);
626
627         return 0;
628 }
629
630 /*
631  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
632  * the smallest available page from the freelists
633  */
634 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
635                                                 int migratetype)
636 {
637         unsigned int current_order;
638         struct free_area * area;
639         struct page *page;
640
641         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
642         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
643                 area = &(zone->free_area[current_order]);
644                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
645                         continue;
646
647                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
648                                                         struct page, lru);
649                 list_del(&page->lru);
650                 rmv_page_order(page);
651                 area->nr_free--;
652                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
653                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
654                 return page;
655         }
656
657         return NULL;
658 }
659
660
661 /*
662  * This array describes the order lists are fallen back to when
663  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
664  */
665 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
666         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
667         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
668         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
669         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
670 };
671
672 /*
673  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
674  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
675  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
676  */
677 static int move_freepages(struct zone *zone,
678                           struct page *start_page, struct page *end_page,
679                           int migratetype)
680 {
681         struct page *page;
682         unsigned long order;
683         int pages_moved = 0;
684
685 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
686         /*
687          * page_zone is not safe to call in this context when
688          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
689          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
690          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
691          * grouping pages by mobility
692          */
693         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
694 #endif
695
696         for (page = start_page; page <= end_page;) {
697                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
698                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
699
700                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
701                         page++;
702                         continue;
703                 }
704
705                 if (!PageBuddy(page)) {
706                         page++;
707                         continue;
708                 }
709
710                 order = page_order(page);
711                 list_del(&page->lru);
712                 list_add(&page->lru,
713                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
714                 page += 1 << order;
715                 pages_moved += 1 << order;
716         }
717
718         return pages_moved;
719 }
720
721 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
722                                 int migratetype)
723 {
724         unsigned long start_pfn, end_pfn;
725         struct page *start_page, *end_page;
726
727         start_pfn = page_to_pfn(page);
728         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
729         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
730         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
731         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
732
733         /* Do not cross zone boundaries */
734         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
735                 start_page = page;
736         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
737                 return 0;
738
739         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
740 }
741
742 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
743 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
744                                                 int start_migratetype)
745 {
746         struct free_area * area;
747         int current_order;
748         struct page *page;
749         int migratetype, i;
750
751         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
752         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
753                                                 --current_order) {
754                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
755                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
756
757                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
758                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
759                                 continue;
760
761                         area = &(zone->free_area[current_order]);
762                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
763                                 continue;
764
765                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
766                                         struct page, lru);
767                         area->nr_free--;
768
769                         /*
770                          * If breaking a large block of pages, move all free
771                          * pages to the preferred allocation list. If falling
772                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
773                          * agressive about taking ownership of free pages
774                          */
775                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
776                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
777                                 unsigned long pages;
778                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
779                                                                 start_migratetype);
780
781                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
782                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
783                                         set_pageblock_migratetype(page,
784                                                                 start_migratetype);
785
786                                 migratetype = start_migratetype;
787                         }
788
789                         /* Remove the page from the freelists */
790                         list_del(&page->lru);
791                         rmv_page_order(page);
792                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
793                                                         -(1UL << order));
794
795                         if (current_order == pageblock_order)
796                                 set_pageblock_migratetype(page,
797                                                         start_migratetype);
798
799                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
800                         return page;
801                 }
802         }
803
804         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
805         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
806 }
807
808 /*
809  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
810  * Call me with the zone->lock already held.
811  */
812 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
813                                                 int migratetype)
814 {
815         struct page *page;
816
817         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
818
819         if (unlikely(!page))
820                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
821
822         return page;
823 }
824
825 /* 
826  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
827  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
828  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
829  */
830 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
831                         unsigned long count, struct list_head *list,
832                         int migratetype)
833 {
834         int i;
835         
836         spin_lock(&zone->lock);
837         for (i = 0; i < count; ++i) {
838                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
839                 if (unlikely(page == NULL))
840                         break;
841
842                 /*
843                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
844                  * in physical page order. The page is added to the callers and
845                  * list and the list head then moves forward. From the callers
846                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
847                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
848                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
849                  * properly.
850                  */
851                 list_add(&page->lru, list);
852                 set_page_private(page, migratetype);
853                 list = &page->lru;
854         }
855         spin_unlock(&zone->lock);
856         return i;
857 }
858
859 #ifdef CONFIG_NUMA
860 /*
861  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
862  * currently executing processor on remote nodes after they have
863  * expired.
864  *
865  * Note that this function must be called with the thread pinned to
866  * a single processor.
867  */
868 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
869 {
870         unsigned long flags;
871         int to_drain;
872
873         local_irq_save(flags);
874         if (pcp->count >= pcp->batch)
875                 to_drain = pcp->batch;
876         else
877                 to_drain = pcp->count;
878         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
879         pcp->count -= to_drain;
880         local_irq_restore(flags);
881 }
882 #endif
883
884 /*
885  * Drain pages of the indicated processor.
886  *
887  * The processor must either be the current processor and the
888  * thread pinned to the current processor or a processor that
889  * is not online.
890  */
891 static void drain_pages(unsigned int cpu)
892 {
893         unsigned long flags;
894         struct zone *zone;
895
896         for_each_zone(zone) {
897                 struct per_cpu_pageset *pset;
898                 struct per_cpu_pages *pcp;
899
900                 if (!populated_zone(zone))
901                         continue;
902
903                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
904
905                 pcp = &pset->pcp;
906                 local_irq_save(flags);
907                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
908                 pcp->count = 0;
909                 local_irq_restore(flags);
910         }
911 }
912
913 /*
914  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
915  */
916 void drain_local_pages(void *arg)
917 {
918         drain_pages(smp_processor_id());
919 }
920
921 /*
922  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
923  */
924 void drain_all_pages(void)
925 {
926         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
927 }
928
929 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
930
931 void mark_free_pages(struct zone *zone)
932 {
933         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
934         unsigned long flags;
935         int order, t;
936         struct list_head *curr;
937
938         if (!zone->spanned_pages)
939                 return;
940
941         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
942
943         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
944         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
945                 if (pfn_valid(pfn)) {
946                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
947
948                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
949                                 swsusp_unset_page_free(page);
950                 }
951
952         for_each_migratetype_order(order, t) {
953                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
954                         unsigned long i;
955
956                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
957                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
958                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
959                 }
960         }
961         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
962 }
963 #endif /* CONFIG_PM */
964
965 /*
966  * Free a 0-order page
967  */
968 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
969 {
970         struct zone *zone = page_zone(page);
971         struct per_cpu_pages *pcp;
972         unsigned long flags;
973
974         if (PageAnon(page))
975                 page->mapping = NULL;
976         if (free_pages_check(page))
977                 return;
978
979         if (!PageHighMem(page)) {
980                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
981                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
982         }
983         arch_free_page(page, 0);
984         kernel_map_pages(page, 1, 0);
985
986         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
987         local_irq_save(flags);
988         __count_vm_event(PGFREE);
989         if (cold)
990                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
991         else
992                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
993         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
994         pcp->count++;
995         if (pcp->count >= pcp->high) {
996                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
997                 pcp->count -= pcp->batch;
998         }
999         local_irq_restore(flags);
1000         put_cpu();
1001 }
1002
1003 void free_hot_page(struct page *page)
1004 {
1005         free_hot_cold_page(page, 0);
1006 }
1007         
1008 void free_cold_page(struct page *page)
1009 {
1010         free_hot_cold_page(page, 1);
1011 }
1012
1013 /*
1014  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1015  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1016  * Each sub-page must be freed individually.
1017  *
1018  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1019  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1020  */
1021 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1022 {
1023         int i;
1024
1025         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1026         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1027         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1028                 set_page_refcounted(page + i);
1029 }
1030
1031 /*
1032  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1033  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1034  * or two.
1035  */
1036 static struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1037                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1038 {
1039         unsigned long flags;
1040         struct page *page;
1041         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1042         int cpu;
1043         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1044
1045 again:
1046         cpu  = get_cpu();
1047         if (likely(order == 0)) {
1048                 struct per_cpu_pages *pcp;
1049
1050                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1051                 local_irq_save(flags);
1052                 if (!pcp->count) {
1053                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1054                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1055                         if (unlikely(!pcp->count))
1056                                 goto failed;
1057                 }
1058
1059                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1060                 if (cold) {
1061                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1062                                 if (page_private(page) == migratetype)
1063                                         break;
1064                 } else {
1065                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1066                                 if (page_private(page) == migratetype)
1067                                         break;
1068                 }
1069
1070                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1071                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1072                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1073                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1074                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1075                 }
1076
1077                 list_del(&page->lru);
1078                 pcp->count--;
1079         } else {
1080                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1081                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1082                 spin_unlock(&zone->lock);
1083                 if (!page)
1084                         goto failed;
1085         }
1086
1087         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1088         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1089         local_irq_restore(flags);
1090         put_cpu();
1091
1092         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1093         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1094                 goto again;
1095         return page;
1096
1097 failed:
1098         local_irq_restore(flags);
1099         put_cpu();
1100         return NULL;
1101 }
1102
1103 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1104 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1105 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1106 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1107 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1108 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1109 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1110
1111 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1112
1113 static struct fail_page_alloc_attr {
1114         struct fault_attr attr;
1115
1116         u32 ignore_gfp_highmem;
1117         u32 ignore_gfp_wait;
1118         u32 min_order;
1119
1120 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1121
1122         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1123         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1124         struct dentry *min_order_file;
1125
1126 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1127
1128 } fail_page_alloc = {
1129         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1130         .ignore_gfp_wait = 1,
1131         .ignore_gfp_highmem = 1,
1132         .min_order = 1,
1133 };
1134
1135 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1136 {
1137         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1138 }
1139 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1140
1141 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1142 {
1143         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1144                 return 0;
1145         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1146                 return 0;
1147         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1148                 return 0;
1149         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1150                 return 0;
1151
1152         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1153 }
1154
1155 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1156
1157 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1158 {
1159         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1160         struct dentry *dir;
1161         int err;
1162
1163         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1164                                        "fail_page_alloc");
1165         if (err)
1166                 return err;
1167         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1168
1169         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1170                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1171                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1172
1173         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1174                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1175                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1176         fail_page_alloc.min_order_file =
1177                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1178                                    &fail_page_alloc.min_order);
1179
1180         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1181             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1182             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1183                 err = -ENOMEM;
1184                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1185                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1186                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1187                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1188         }
1189
1190         return err;
1191 }
1192
1193 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1194
1195 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1196
1197 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1198
1199 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1200 {
1201         return 0;
1202 }
1203
1204 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1205
1206 /*
1207  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1208  * of the allocation.
1209  */
1210 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1211                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1212 {
1213         /* free_pages my go negative - that's OK */
1214         long min = mark;
1215         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1216         int o;
1217
1218         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1219                 min -= min / 2;
1220         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1221                 min -= min / 4;
1222
1223         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1224                 return 0;
1225         for (o = 0; o < order; o++) {
1226                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1227                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1228
1229                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1230                 min >>= 1;
1231
1232                 if (free_pages <= min)
1233                         return 0;
1234         }
1235         return 1;
1236 }
1237
1238 #ifdef CONFIG_NUMA
1239 /*
1240  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1241  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1242  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1243  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1244  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1245  *
1246  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1247  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1248  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1249  *
1250  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1251  * nothing and returns NULL.
1252  *
1253  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1254  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1255  *
1256  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1257  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1258  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1259  * quickly as we can.
1260  */
1261 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1262 {
1263         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1264         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1265
1266         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1267         if (!zlc)
1268                 return NULL;
1269
1270         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1271                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1272                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1273         }
1274
1275         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1276                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1277                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1278         return allowednodes;
1279 }
1280
1281 /*
1282  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1283  * if it is worth looking at further for free memory:
1284  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1285  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1286  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1287  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1288  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1289  * else return false (zero) if it is not.
1290  *
1291  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1292  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1293  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1294  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1295  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1296  * into the second scan of the zonelist.
1297  *
1298  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1299  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1300  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1301  * unturned looking for a free page.
1302  */
1303 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1304                                                 nodemask_t *allowednodes)
1305 {
1306         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1307         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1308         int n;                          /* node that zone *z is on */
1309
1310         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1311         if (!zlc)
1312                 return 1;
1313
1314         i = z - zonelist->_zonerefs;
1315         n = zlc->z_to_n[i];
1316
1317         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1318         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1319 }
1320
1321 /*
1322  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1323  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1324  * from that zone don't waste time re-examining it.
1325  */
1326 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1327 {
1328         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1329         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1330
1331         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1332         if (!zlc)
1333                 return;
1334
1335         i = z - zonelist->_zonerefs;
1336
1337         set_bit(i, zlc->fullzones);
1338 }
1339
1340 #else   /* CONFIG_NUMA */
1341
1342 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1343 {
1344         return NULL;
1345 }
1346
1347 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1348                                 nodemask_t *allowednodes)
1349 {
1350         return 1;
1351 }
1352
1353 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1354 {
1355 }
1356 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1357
1358 /*
1359  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1360  * a page.
1361  */
1362 static struct page *
1363 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1364                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags)
1365 {
1366         struct zoneref *z;
1367         struct page *page = NULL;
1368         int classzone_idx;
1369         struct zone *zone, *preferred_zone;
1370         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1371         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1372         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1373
1374         (void)first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1375                                                         &preferred_zone);
1376         if (!preferred_zone)
1377                 return NULL;
1378
1379         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1380
1381 zonelist_scan:
1382         /*
1383          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1384          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1385          */
1386         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1387                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1388                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1389                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1390                                 continue;
1391                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1392                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1393                                 goto try_next_zone;
1394
1395                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1396                         unsigned long mark;
1397                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1398                                 mark = zone->pages_min;
1399                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1400                                 mark = zone->pages_low;
1401                         else
1402                                 mark = zone->pages_high;
1403                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1404                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1405                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1406                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1407                                         goto this_zone_full;
1408                         }
1409                 }
1410
1411                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1412                 if (page)
1413                         break;
1414 this_zone_full:
1415                 if (NUMA_BUILD)
1416                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1417 try_next_zone:
1418                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1419                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1420                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1421                         zlc_active = 1;
1422                         did_zlc_setup = 1;
1423                 }
1424         }
1425
1426         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1427                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1428                 zlc_active = 0;
1429                 goto zonelist_scan;
1430         }
1431         return page;
1432 }
1433
1434 /*
1435  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1436  */
1437 struct page *
1438 __alloc_pages_internal(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1439                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1440 {
1441         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1442         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1443         struct zoneref *z;
1444         struct zone *zone;
1445         struct page *page;
1446         struct reclaim_state reclaim_state;
1447         struct task_struct *p = current;
1448         int do_retry;
1449         int alloc_flags;
1450         unsigned long did_some_progress;
1451         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1452
1453         might_sleep_if(wait);
1454
1455         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1456                 return NULL;
1457
1458 restart:
1459         z = zonelist->_zonerefs;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1460
1461         if (unlikely(!z->zone)) {
1462                 /*
1463                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1464                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1465                  */
1466                 return NULL;
1467         }
1468
1469         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1470                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1471         if (page)
1472                 goto got_pg;
1473
1474         /*
1475          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1476          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1477          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1478          * using a larger set of nodes after it has established that the
1479          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1480          * over allocated.
1481          */
1482         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1483                 goto nopage;
1484
1485         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1486                 wakeup_kswapd(zone, order);
1487
1488         /*
1489          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1490          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1491          * to how we want to proceed.
1492          *
1493          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1494          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1495          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1496          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1497          */
1498         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1499         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1500                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1501         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1502                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1503         if (wait)
1504                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1505
1506         /*
1507          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1508          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1509          *
1510          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1511          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1512          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1513          */
1514         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1515                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1516         if (page)
1517                 goto got_pg;
1518
1519         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1520
1521 rebalance:
1522         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1523                         && !in_interrupt()) {
1524                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1525 nofail_alloc:
1526                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1527                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1528                                 zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1529                         if (page)
1530                                 goto got_pg;
1531                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1532                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1533                                 goto nofail_alloc;
1534                         }
1535                 }
1536                 goto nopage;
1537         }
1538
1539         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1540         if (!wait)
1541                 goto nopage;
1542
1543         cond_resched();
1544
1545         /* We now go into synchronous reclaim */
1546         cpuset_memory_pressure_bump();
1547         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1548         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1549         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1550
1551         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask);
1552
1553         p->reclaim_state = NULL;
1554         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1555
1556         cond_resched();
1557
1558         if (order != 0)
1559                 drain_all_pages();
1560
1561         if (likely(did_some_progress)) {
1562                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1563                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1564                 if (page)
1565                         goto got_pg;
1566         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1567                 if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1568                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1569                         goto restart;
1570                 }
1571
1572                 /*
1573                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1574                  * very high watermark here, this is only to catch
1575                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1576                  * under heavy pressure.
1577                  */
1578                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1579                         order, zonelist, high_zoneidx,
1580                         ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1581                 if (page) {
1582                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1583                         goto got_pg;
1584                 }
1585
1586                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1587                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1588                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1589                         goto nopage;
1590                 }
1591
1592                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1593                 clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1594                 goto restart;
1595         }
1596
1597         /*
1598          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1599          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1600          *
1601          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1602          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1603          * implementations.
1604          *
1605          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1606          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1607          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1608          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1609          * allocation still fails, we stop retrying.
1610          */
1611         pages_reclaimed += did_some_progress;
1612         do_retry = 0;
1613         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1614                 if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1615                         do_retry = 1;
1616                 } else {
1617                         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT &&
1618                                 pages_reclaimed < (1 << order))
1619                                         do_retry = 1;
1620                 }
1621                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1622                         do_retry = 1;
1623         }
1624         if (do_retry) {
1625                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1626                 goto rebalance;
1627         }
1628
1629 nopage:
1630         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1631                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1632                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1633                         p->comm, order, gfp_mask);
1634                 dump_stack();
1635                 show_mem();
1636         }
1637 got_pg:
1638         return page;
1639 }
1640 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_internal);
1641
1642 /*
1643  * Common helper functions.
1644  */
1645 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1646 {
1647         struct page * page;
1648         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1649         if (!page)
1650                 return 0;
1651         return (unsigned long) page_address(page);
1652 }
1653
1654 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1655
1656 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1657 {
1658         struct page * page;
1659
1660         /*
1661          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1662          * a highmem page
1663          */
1664         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1665
1666         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1667         if (page)
1668                 return (unsigned long) page_address(page);
1669         return 0;
1670 }
1671
1672 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1673
1674 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1675 {
1676         int i = pagevec_count(pvec);
1677
1678         while (--i >= 0)
1679                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1680 }
1681
1682 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1683 {
1684         if (put_page_testzero(page)) {
1685                 if (order == 0)
1686                         free_hot_page(page);
1687                 else
1688                         __free_pages_ok(page, order);
1689         }
1690 }
1691
1692 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1693
1694 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1695 {
1696         if (addr != 0) {
1697                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1698                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1699         }
1700 }
1701
1702 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1703
1704 /**
1705  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1706  * @size: the number of bytes to allocate
1707  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1708  *
1709  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1710  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1711  * allocate memory in power-of-two pages.
1712  *
1713  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1714  *
1715  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1716  */
1717 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1718 {
1719         unsigned int order = get_order(size);
1720         unsigned long addr;
1721
1722         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1723         if (addr) {
1724                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1725                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1726
1727                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1728                 while (used < alloc_end) {
1729                         free_page(used);
1730                         used += PAGE_SIZE;
1731                 }
1732         }
1733
1734         return (void *)addr;
1735 }
1736 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1737
1738 /**
1739  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1740  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1741  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1742  *
1743  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1744  */
1745 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1746 {
1747         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1748         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1749
1750         while (addr < end) {
1751                 free_page(addr);
1752                 addr += PAGE_SIZE;
1753         }
1754 }
1755 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1756
1757 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1758 {
1759         struct zoneref *z;
1760         struct zone *zone;
1761
1762         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1763         unsigned int sum = 0;
1764
1765         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1766
1767         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1768                 unsigned long size = zone->present_pages;
1769                 unsigned long high = zone->pages_high;
1770                 if (size > high)
1771                         sum += size - high;
1772         }
1773
1774         return sum;
1775 }
1776
1777 /*
1778  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1779  */
1780 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1781 {
1782         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1783 }
1784 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1785
1786 /*
1787  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1788  */
1789 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1790 {
1791         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1792 }
1793
1794 static inline void show_node(struct zone *zone)
1795 {
1796         if (NUMA_BUILD)
1797                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1798 }
1799
1800 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1801 {
1802         val->totalram = totalram_pages;
1803         val->sharedram = 0;
1804         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1805         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1806         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1807         val->freehigh = nr_free_highpages();
1808         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1809 }
1810
1811 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1812
1813 #ifdef CONFIG_NUMA
1814 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1815 {
1816         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1817
1818         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1819         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1820 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1821         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1822         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1823                         NR_FREE_PAGES);
1824 #else
1825         val->totalhigh = 0;
1826         val->freehigh = 0;
1827 #endif
1828         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1829 }
1830 #endif
1831
1832 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1833
1834 /*
1835  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1836  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1837  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1838  */
1839 void show_free_areas(void)
1840 {
1841         int cpu;
1842         struct zone *zone;
1843
1844         for_each_zone(zone) {
1845                 if (!populated_zone(zone))
1846                         continue;
1847
1848                 show_node(zone);
1849                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1850
1851                 for_each_online_cpu(cpu) {
1852                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1853
1854                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1855
1856                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1857                                cpu, pageset->pcp.high,
1858                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1859                 }
1860         }
1861
1862         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1863                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1864                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1865                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1866                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1867                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1868                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1869                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1870                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1871                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1872                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1873                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1874                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1875
1876         for_each_zone(zone) {
1877                 int i;
1878
1879                 if (!populated_zone(zone))
1880                         continue;
1881
1882                 show_node(zone);
1883                 printk("%s"
1884                         " free:%lukB"
1885                         " min:%lukB"
1886                         " low:%lukB"
1887                         " high:%lukB"
1888                         " active:%lukB"
1889                         " inactive:%lukB"
1890                         " present:%lukB"
1891                         " pages_scanned:%lu"
1892                         " all_unreclaimable? %s"
1893                         "\n",
1894                         zone->name,
1895                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1896                         K(zone->pages_min),
1897                         K(zone->pages_low),
1898                         K(zone->pages_high),
1899                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1900                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1901                         K(zone->present_pages),
1902                         zone->pages_scanned,
1903                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1904                         );
1905                 printk("lowmem_reserve[]:");
1906                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1907                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1908                 printk("\n");
1909         }
1910
1911         for_each_zone(zone) {
1912                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1913
1914                 if (!populated_zone(zone))
1915                         continue;
1916
1917                 show_node(zone);
1918                 printk("%s: ", zone->name);
1919
1920                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1921                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1922                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1923                         total += nr[order] << order;
1924                 }
1925                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1926                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1927                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1928                 printk("= %lukB\n", K(total));
1929         }
1930
1931         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
1932
1933         show_swap_cache_info();
1934 }
1935
1936 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
1937 {
1938         zoneref->zone = zone;
1939         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
1940 }
1941
1942 /*
1943  * Builds allocation fallback zone lists.
1944  *
1945  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1946  */
1947 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1948                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1949 {
1950         struct zone *zone;
1951
1952         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1953         zone_type++;
1954
1955         do {
1956                 zone_type--;
1957                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1958                 if (populated_zone(zone)) {
1959                         zoneref_set_zone(zone,
1960                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
1961                         check_highest_zone(zone_type);
1962                 }
1963
1964         } while (zone_type);
1965         return nr_zones;
1966 }
1967
1968
1969 /*
1970  *  zonelist_order:
1971  *  0 = automatic detection of better ordering.
1972  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1973  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1974  *
1975  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1976  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1977  */
1978 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
1979 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
1980 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
1981
1982 /* zonelist order in the kernel.
1983  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
1984  */
1985 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1986 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
1987
1988
1989 #ifdef CONFIG_NUMA
1990 /* The value user specified ....changed by config */
1991 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1992 /* string for sysctl */
1993 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
1994 char numa_zonelist_order[16] = "default";
1995
1996 /*
1997  * interface for configure zonelist ordering.
1998  * command line option "numa_zonelist_order"
1999  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2000  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2001  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2002  */
2003
2004 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2005 {
2006         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2007                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2008         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2009                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2010         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2011                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2012         } else {
2013                 printk(KERN_WARNING
2014                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2015                         "%s\n", s);
2016                 return -EINVAL;
2017         }
2018         return 0;
2019 }
2020
2021 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2022 {
2023         if (s)
2024                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2025         return 0;
2026 }
2027 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2028
2029 /*
2030  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2031  */
2032 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2033                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2034                 loff_t *ppos)
2035 {
2036         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2037         int ret;
2038
2039         if (write)
2040                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2041                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2042         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2043         if (ret)
2044                 return ret;
2045         if (write) {
2046                 int oldval = user_zonelist_order;
2047                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2048                         /*
2049                          * bogus value.  restore saved string
2050                          */
2051                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2052                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2053                         user_zonelist_order = oldval;
2054                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2055                         build_all_zonelists();
2056         }
2057         return 0;
2058 }
2059
2060
2061 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2062 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2063
2064 /**
2065  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2066  * @node: node whose fallback list we're appending
2067  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2068  *
2069  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2070  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2071  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2072  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2073  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2074  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2075  * on them otherwise.
2076  * It returns -1 if no node is found.
2077  */
2078 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2079 {
2080         int n, val;
2081         int min_val = INT_MAX;
2082         int best_node = -1;
2083         node_to_cpumask_ptr(tmp, 0);
2084
2085         /* Use the local node if we haven't already */
2086         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2087                 node_set(node, *used_node_mask);
2088                 return node;
2089         }
2090
2091         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2092
2093                 /* Don't want a node to appear more than once */
2094                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2095                         continue;
2096
2097                 /* Use the distance array to find the distance */
2098                 val = node_distance(node, n);
2099
2100                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2101                 val += (n < node);
2102
2103                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2104                 node_to_cpumask_ptr_next(tmp, n);
2105                 if (!cpus_empty(*tmp))
2106                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2107
2108                 /* Slight preference for less loaded node */
2109                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2110                 val += node_load[n];
2111
2112                 if (val < min_val) {
2113                         min_val = val;
2114                         best_node = n;
2115                 }
2116         }
2117
2118         if (best_node >= 0)
2119                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2120
2121         return best_node;
2122 }
2123
2124
2125 /*
2126  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2127  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2128  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2129  */
2130 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2131 {
2132         int j;
2133         struct zonelist *zonelist;
2134
2135         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2136         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2137                 ;
2138         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2139                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2140         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2141         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2142 }
2143
2144 /*
2145  * Build gfp_thisnode zonelists
2146  */
2147 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2148 {
2149         int j;
2150         struct zonelist *zonelist;
2151
2152         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2153         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2154         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2155         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2156 }
2157
2158 /*
2159  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2160  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2161  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2162  * may still exist in local DMA zone.
2163  */
2164 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2165
2166 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2167 {
2168         int pos, j, node;
2169         int zone_type;          /* needs to be signed */
2170         struct zone *z;
2171         struct zonelist *zonelist;
2172
2173         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2174         pos = 0;
2175         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2176                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2177                         node = node_order[j];
2178                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2179                         if (populated_zone(z)) {
2180                                 zoneref_set_zone(z,
2181                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2182                                 check_highest_zone(zone_type);
2183                         }
2184                 }
2185         }
2186         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2187         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2188 }
2189
2190 static int default_zonelist_order(void)
2191 {
2192         int nid, zone_type;
2193         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2194         struct zone *z;
2195         int average_size;
2196         /*
2197          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2198          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2199          * into OOM very easily.
2200          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2201          */
2202         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2203         low_kmem_size = 0;
2204         total_size = 0;
2205         for_each_online_node(nid) {
2206                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2207                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2208                         if (populated_zone(z)) {
2209                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2210                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2211                                 total_size += z->present_pages;
2212                         }
2213                 }
2214         }
2215         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2216             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2217                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2218         /*
2219          * look into each node's config.
2220          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2221          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2222          */
2223         average_size = total_size /
2224                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2225         for_each_online_node(nid) {
2226                 low_kmem_size = 0;
2227                 total_size = 0;
2228                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2229                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2230                         if (populated_zone(z)) {
2231                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2232                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2233                                 total_size += z->present_pages;
2234                         }
2235                 }
2236                 if (low_kmem_size &&
2237                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2238                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2239                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2240         }
2241         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2242 }
2243
2244 static void set_zonelist_order(void)
2245 {
2246         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2247                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2248         else
2249                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2250 }
2251
2252 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2253 {
2254         int j, node, load;
2255         enum zone_type i;
2256         nodemask_t used_mask;
2257         int local_node, prev_node;
2258         struct zonelist *zonelist;
2259         int order = current_zonelist_order;
2260
2261         /* initialize zonelists */
2262         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2263                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2264                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2265                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2266         }
2267
2268         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2269         local_node = pgdat->node_id;
2270         load = num_online_nodes();
2271         prev_node = local_node;
2272         nodes_clear(used_mask);
2273
2274         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2275         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2276         j = 0;
2277
2278         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2279                 int distance = node_distance(local_node, node);
2280
2281                 /*
2282                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2283                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2284                  */
2285                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2286                         zone_reclaim_mode = 1;
2287
2288                 /*
2289                  * We don't want to pressure a particular node.
2290                  * So adding penalty to the first node in same
2291                  * distance group to make it round-robin.
2292                  */
2293                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2294                         node_load[node] = load;
2295
2296                 prev_node = node;
2297                 load--;
2298                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2299                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2300                 else
2301                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2302         }
2303
2304         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2305                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2306                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2307         }
2308
2309         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2310 }
2311
2312 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2313 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2314 {
2315         struct zonelist *zonelist;
2316         struct zonelist_cache *zlc;
2317         struct zoneref *z;
2318
2319         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2320         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2321         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2322         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2323                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2324 }
2325
2326
2327 #else   /* CONFIG_NUMA */
2328
2329 static void set_zonelist_order(void)
2330 {
2331         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2332 }
2333
2334 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2335 {
2336         int node, local_node;
2337         enum zone_type j;
2338         struct zonelist *zonelist;
2339
2340         local_node = pgdat->node_id;
2341
2342         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2343         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2344
2345         /*
2346          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2347          * of all the other nodes.
2348          * We don't want to pressure a particular node, so when
2349          * building the zones for node N, we make sure that the
2350          * zones coming right after the local ones are those from
2351          * node N+1 (modulo N)
2352          */
2353         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2354                 if (!node_online(node))
2355                         continue;
2356                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2357                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2358         }
2359         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2360                 if (!node_online(node))
2361                         continue;
2362                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2363                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2364         }
2365
2366         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2367         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2368 }
2369
2370 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2371 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2372 {
2373         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2374 }
2375
2376 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2377
2378 /* return values int ....just for stop_machine() */
2379 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2380 {
2381         int nid;
2382
2383         for_each_online_node(nid) {
2384                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2385
2386                 build_zonelists(pgdat);
2387                 build_zonelist_cache(pgdat);
2388         }
2389         return 0;
2390 }
2391
2392 void build_all_zonelists(void)
2393 {
2394         set_zonelist_order();
2395
2396         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2397                 __build_all_zonelists(NULL);
2398                 mminit_verify_zonelist();
2399                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2400         } else {
2401                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2402                    of zonelist */
2403                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2404                 /* cpuset refresh routine should be here */
2405         }
2406         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2407         /*
2408          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2409          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2410          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2411          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2412          * disabled and enable it later
2413          */
2414         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2415                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2416         else
2417                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2418
2419         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2420                 "Total pages: %ld\n",
2421                         num_online_nodes(),
2422                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2423                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2424                         vm_total_pages);
2425 #ifdef CONFIG_NUMA
2426         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2427 #endif
2428 }
2429
2430 /*
2431  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2432  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2433  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2434  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2435  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2436  * conservative, even though it seems large.
2437  *
2438  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2439  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2440  */
2441 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2442
2443 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2444 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2445 {
2446         unsigned long size = 1;
2447
2448         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2449
2450         while (size < pages)
2451                 size <<= 1;
2452
2453         /*
2454          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2455          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2456          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2457          */
2458         size = min(size, 4096UL);
2459
2460         return max(size, 4UL);
2461 }
2462 #else
2463 /*
2464  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2465  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2466  *
2467  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2468  *
2469  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2470  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2471  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2472  *
2473  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2474  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2475  *
2476  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2477  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2478  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2479  */
2480 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2481 {
2482         return 4096UL;
2483 }
2484 #endif
2485
2486 /*
2487  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2488  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2489  * hash function before the remainder is taken.
2490  */
2491 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2492 {
2493         return ffz(~size);
2494 }
2495
2496 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2497
2498 /*
2499  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2500  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2501  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2502  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2503  * blocks as reclaim kicks in
2504  */
2505 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2506 {
2507         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2508         struct page *page;
2509         unsigned long reserve, block_migratetype;
2510
2511         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2512         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2513         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2514         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2515                                                         pageblock_order;
2516
2517         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2518                 if (!pfn_valid(pfn))
2519                         continue;
2520                 page = pfn_to_page(pfn);
2521
2522                 /* Watch out for overlapping nodes */
2523                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2524                         continue;
2525
2526                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2527                 if (PageReserved(page))
2528                         continue;
2529
2530                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2531
2532                 /* If this block is reserved, account for it */
2533                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2534                         reserve--;
2535                         continue;
2536                 }
2537
2538                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2539                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2540                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2541                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2542                         reserve--;
2543                         continue;
2544                 }
2545
2546                 /*
2547                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2548                  * take it back
2549                  */
2550                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2551                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2552                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2553                 }
2554         }
2555 }
2556
2557 /*
2558  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2559  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2560  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2561  */
2562 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2563                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2564 {
2565         struct page *page;
2566         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2567         unsigned long pfn;
2568         struct zone *z;
2569
2570         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2571         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2572                 /*
2573                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2574                  * handed to this function.  They do not
2575                  * exist on hotplugged memory.
2576                  */
2577                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2578                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2579                                 continue;
2580                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2581                                 continue;
2582                 }
2583                 page = pfn_to_page(pfn);
2584                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2585                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2586                 init_page_count(page);
2587                 reset_page_mapcount(page);
2588                 SetPageReserved(page);
2589                 /*
2590                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2591                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2592                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2593                  * the address space during boot when many long-lived
2594                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2595                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2596                  * setup_zone_migrate_reserve()
2597                  *
2598                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2599                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2600                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2601                  * pfn out of zone.
2602                  */
2603                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2604                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2605                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2606                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2607
2608                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2609 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2610                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2611                 if (!is_highmem_idx(zone))
2612                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2613 #endif
2614         }
2615 }
2616
2617 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2618 {
2619         int order, t;
2620         for_each_migratetype_order(order, t) {
2621                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2622                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2623         }
2624 }
2625
2626 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2627 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2628         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2629 #endif
2630
2631 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2632 {
2633         int batch;
2634
2635         /*
2636          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2637          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2638          *
2639          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2640          */
2641         batch = zone->present_pages / 1024;
2642         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2643                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2644         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2645         if (batch < 1)
2646                 batch = 1;
2647
2648         /*
2649          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2650          * of 2 value was found to be more likely to have
2651          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2652          *
2653          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2654          * batches of pages, one task can end up with a lot
2655          * of pages of one half of the possible page colors
2656          * and the other with pages of the other colors.
2657          */
2658         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2659
2660         return batch;
2661 }
2662
2663 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2664 {
2665         struct per_cpu_pages *pcp;
2666
2667         memset(p, 0, sizeof(*p));
2668
2669         pcp = &p->pcp;
2670         pcp->count = 0;
2671         pcp->high = 6 * batch;
2672         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2673         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2674 }
2675
2676 /*
2677  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2678  * to the value high for the pageset p.
2679  */
2680
2681 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2682                                 unsigned long high)
2683 {
2684         struct per_cpu_pages *pcp;
2685
2686         pcp = &p->pcp;
2687         pcp->high = high;
2688         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2689         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2690                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2691 }
2692
2693
2694 #ifdef CONFIG_NUMA
2695 /*
2696  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2697  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2698  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2699  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2700  * with interrupts disabled.
2701  *
2702  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2703  *
2704  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2705  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2706  * hotplugged processors.
2707  *
2708  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2709  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2710  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2711  */
2712 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2713
2714 /*
2715  * Dynamically allocate memory for the
2716  * per cpu pageset array in struct zone.
2717  */
2718 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2719 {
2720         struct zone *zone, *dzone;
2721         int node = cpu_to_node(cpu);
2722
2723         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2724
2725         for_each_zone(zone) {
2726
2727                 if (!populated_zone(zone))
2728                         continue;
2729
2730                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2731                                          GFP_KERNEL, node);
2732                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2733                         goto bad;
2734
2735                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2736
2737                 if (percpu_pagelist_fraction)
2738                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2739                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2740         }
2741
2742         return 0;
2743 bad:
2744         for_each_zone(dzone) {
2745                 if (!populated_zone(dzone))
2746                         continue;
2747                 if (dzone == zone)
2748                         break;
2749                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2750                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2751         }
2752         return -ENOMEM;
2753 }
2754
2755 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2756 {
2757         struct zone *zone;
2758
2759         for_each_zone(zone) {
2760                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2761
2762                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2763                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2764                         kfree(pset);
2765                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2766         }
2767 }
2768
2769 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2770                 unsigned long action,
2771                 void *hcpu)
2772 {
2773         int cpu = (long)hcpu;
2774         int ret = NOTIFY_OK;
2775
2776         switch (action) {
2777         case CPU_UP_PREPARE:
2778         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2779                 if (process_zones(cpu))
2780                         ret = NOTIFY_BAD;
2781                 break;
2782         case CPU_UP_CANCELED:
2783         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2784         case CPU_DEAD:
2785         case CPU_DEAD_FROZEN:
2786                 free_zone_pagesets(cpu);
2787                 break;
2788         default:
2789                 break;
2790         }
2791         return ret;
2792 }
2793
2794 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2795         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2796
2797 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2798 {
2799         int err;
2800
2801         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2802          * A cpuup callback will do this for every cpu
2803          * as it comes online
2804          */
2805         err = process_zones(smp_processor_id());
2806         BUG_ON(err);
2807         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2808 }
2809
2810 #endif
2811
2812 static noinline __init_refok
2813 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2814 {
2815         int i;
2816         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2817         size_t alloc_size;
2818
2819         /*
2820          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2821          * per zone.
2822          */
2823         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2824                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2825         zone->wait_table_bits =
2826                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2827         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2828                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2829
2830         if (!slab_is_available()) {
2831                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2832                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2833         } else {
2834                 /*
2835                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2836                  * via memory hot-add.
2837                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2838                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2839                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2840                  * node itself as well.
2841                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2842                  * necessary.
2843                  */
2844                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2845         }
2846         if (!zone->wait_table)
2847                 return -ENOMEM;
2848
2849         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2850                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2851
2852         return 0;
2853 }
2854
2855 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2856 {
2857         int cpu;
2858         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2859
2860         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2861 #ifdef CONFIG_NUMA
2862                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2863                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2864                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2865 #else
2866                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2867 #endif
2868         }
2869         if (zone->present_pages)
2870                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2871                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2872 }
2873
2874 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2875                                         unsigned long zone_start_pfn,
2876                                         unsigned long size,
2877                                         enum memmap_context context)
2878 {
2879         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2880         int ret;
2881         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2882         if (ret)
2883                 return ret;
2884         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2885
2886         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2887
2888         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
2889                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
2890                         pgdat->node_id,
2891                         (unsigned long)zone_idx(zone),
2892                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
2893
2894         zone_init_free_lists(zone);
2895
2896         return 0;
2897 }
2898
2899 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2900 /*
2901  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2902  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2903  */
2904 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2905 {
2906         int i;
2907
2908         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2909                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2910                         return i;
2911
2912         return -1;
2913 }
2914
2915 /*
2916  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2917  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
2918  */
2919 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2920 {
2921         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2922                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2923                         return index;
2924
2925         return -1;
2926 }
2927
2928 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2929 /*
2930  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2931  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2932  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2933  * alternative
2934  */
2935 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2936 {
2937         int i;
2938
2939         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2940                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2941                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2942
2943                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2944                         return early_node_map[i].nid;
2945         }
2946
2947         return 0;
2948 }
2949 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2950
2951 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2952 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2953         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2954                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2955
2956 /**
2957  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2958  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2959  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2960  *
2961  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2962  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2963  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2964  */
2965 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2966                                                 unsigned long max_low_pfn)
2967 {
2968         int i;
2969
2970         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2971                 unsigned long size_pages = 0;
2972                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2973
2974                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2975                         continue;
2976
2977                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2978                         end_pfn = max_low_pfn;
2979
2980                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2981                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2982                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2983                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2984         }
2985 }
2986
2987 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
2988 {
2989         int i;
2990         int ret;
2991
2992         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2993                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
2994                               early_node_map[i].end_pfn, data);
2995                 if (ret)
2996                         break;
2997         }
2998 }
2999 /**
3000  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3001  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3002  *
3003  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3004  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3005  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3006  */
3007 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3008 {
3009         int i;
3010
3011         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3012                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3013                                 early_node_map[i].start_pfn,
3014                                 early_node_map[i].end_pfn);
3015 }
3016
3017 /**
3018  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
3019  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
3020  * @start_pfn: The start pfn of the node
3021  * @end_pfn: The end pfn of the node
3022  *
3023  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
3024  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
3025  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
3026  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
3027  * be used later.
3028  */
3029 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3030 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3031                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3032 {
3033         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3034                         "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
3035                         nid, start_pfn, end_pfn);
3036
3037         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
3038         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3039                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
3040
3041         /* Update the boundaries */
3042         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
3043                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
3044         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
3045                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
3046 }
3047
3048 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
3049 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3050                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3051 {
3052         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3053                         "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
3054                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
3055
3056         /* Return if boundary information has not been provided */
3057         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3058                 return;
3059
3060         /* Check the boundaries and update if necessary */
3061         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
3062                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
3063         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
3064                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
3065 }
3066 #else
3067 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3068                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
3069
3070 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3071                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
3072 #endif
3073
3074
3075 /**
3076  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3077  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3078  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3079  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3080  *
3081  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3082  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3083  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3084  * PFNs will be 0.
3085  */
3086 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3087                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3088 {
3089         int i;
3090         *start_pfn = -1UL;
3091         *end_pfn = 0;
3092
3093         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3094                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3095                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3096         }
3097
3098         if (*start_pfn == -1UL)
3099                 *start_pfn = 0;
3100
3101         /* Push the node boundaries out if requested */
3102         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3103 }
3104
3105 /*
3106  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3107  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3108  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3109  */
3110 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3111 {
3112         int zone_index;
3113         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3114                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3115                         continue;
3116
3117                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3118                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3119                         break;
3120         }
3121
3122         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3123         movable_zone = zone_index;
3124 }
3125
3126 /*
3127  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3128  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3129  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3130  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3131  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3132  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3133  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3134  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3135  */
3136 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3137                                         unsigned long zone_type,
3138                                         unsigned long node_start_pfn,
3139                                         unsigned long node_end_pfn,
3140                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3141                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3142 {
3143         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3144         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3145                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3146                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3147                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3148                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3149                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3150
3151                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3152                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3153                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3154                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3155
3156                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3157                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3158                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3159         }
3160 }
3161
3162 /*
3163  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3164  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3165  */
3166 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3167                                         unsigned long zone_type,
3168                                         unsigned long *ignored)
3169 {
3170         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3171         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3172
3173         /* Get the start and end of the node and zone */
3174         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3175         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3176         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3177         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3178                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3179                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3180
3181         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3182         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3183                 return 0;
3184
3185         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3186         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3187         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3188
3189         /* Return the spanned pages */
3190         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3191 }
3192
3193 /*
3194  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3195  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3196  */
3197 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3198                                 unsigned long range_start_pfn,
3199                                 unsigned long range_end_pfn)
3200 {
3201         int i = 0;
3202         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3203         unsigned long start_pfn;
3204
3205         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3206         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3207         if (i == -1)
3208                 return 0;
3209
3210         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3211
3212         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3213         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3214                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3215
3216         /* Find all holes for the zone within the node */
3217         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3218
3219                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3220                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3221                         break;
3222
3223                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3224                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3225                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3226
3227                 /* Update the hole size cound and move on */
3228                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3229                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3230                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3231                 }
3232                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3233         }
3234
3235         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3236         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3237                 hole_pages += range_end_pfn -
3238                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3239
3240         return hole_pages;
3241 }
3242
3243 /**
3244  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3245  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3246  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3247  *
3248  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3249  */
3250 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3251                                                         unsigned long end_pfn)
3252 {
3253         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3254 }
3255
3256 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3257 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3258                                         unsigned long zone_type,
3259                                         unsigned long *ignored)
3260 {
3261         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3262         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3263
3264         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3265         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3266                                                         node_start_pfn);
3267         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3268                                                         node_end_pfn);
3269
3270         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3271                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3272                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3273         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3274 }
3275
3276 #else
3277 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3278                                         unsigned long zone_type,
3279                                         unsigned long *zones_size)
3280 {
3281         return zones_size[zone_type];
3282 }
3283
3284 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3285                                                 unsigned long zone_type,
3286                                                 unsigned long *zholes_size)
3287 {
3288         if (!zholes_size)
3289                 return 0;
3290
3291         return zholes_size[zone_type];
3292 }
3293
3294 #endif
3295
3296 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3297                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3298 {
3299         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3300         enum zone_type i;
3301
3302         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3303                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3304                                                                 zones_size);
3305         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3306
3307         realtotalpages = totalpages;
3308         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3309                 realtotalpages -=
3310                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3311                                                                 zholes_size);
3312         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3313         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3314                                                         realtotalpages);
3315 }
3316
3317 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3318 /*
3319  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3320  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3321  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3322  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3323  * bytes.
3324  */
3325 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3326 {
3327         unsigned long usemapsize;
3328
3329         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3330         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3331         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3332         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3333
3334         return usemapsize / 8;
3335 }
3336
3337 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3338                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3339 {
3340         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3341         zone->pageblock_flags = NULL;
3342         if (usemapsize) {
3343                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3344                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3345         }
3346 }
3347 #else
3348 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3349                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3350 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3351
3352 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3353
3354 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3355 static inline int pageblock_default_order(void)
3356 {
3357         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3358                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3359
3360         return MAX_ORDER-1;
3361 }
3362
3363 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3364 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3365 {
3366         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3367         if (pageblock_order)
3368                 return;
3369
3370         /*
3371          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3372          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3373          */
3374         pageblock_order = order;
3375 }
3376 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3377
3378 /*
3379  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3380  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3381  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3382  * pageblock_order based on the kernel config
3383  */
3384 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3385 {
3386         return MAX_ORDER-1;
3387 }
3388 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3389
3390 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3391
3392 /*
3393  * Set up the zone data structures:
3394  *   - mark all pages reserved
3395  *   - mark all memory queues empty
3396  *   - clear the memory bitmaps
3397  */
3398 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3399                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3400 {
3401         enum zone_type j;
3402         int nid = pgdat->node_id;
3403         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3404         int ret;
3405
3406         pgdat_resize_init(pgdat);
3407         pgdat->nr_zones = 0;
3408         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3409         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3410         
3411         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3412                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3413                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3414
3415                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3416                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3417                                                                 zholes_size);
3418
3419                 /*
3420                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3421                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3422                  * and per-cpu initialisations
3423                  */
3424                 memmap_pages =
3425                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3426                 if (realsize >= memmap_pages) {
3427                         realsize -= memmap_pages;
3428                         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3429                                 "%s zone: %lu pages used for memmap\n",
3430                                 zone_names[j], memmap_pages);
3431                 } else
3432                         printk(KERN_WARNING
3433                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3434                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3435
3436                 /* Account for reserved pages */
3437                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3438                         realsize -= dma_reserve;
3439                         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3440                                         "%s zone: %lu pages reserved\n",
3441                                         zone_names[0], dma_reserve);
3442                 }
3443
3444                 if (!is_highmem_idx(j))
3445                         nr_kernel_pages += realsize;
3446                 nr_all_pages += realsize;
3447
3448                 zone->spanned_pages = size;
3449                 zone->present_pages = realsize;
3450 #ifdef CONFIG_NUMA
3451                 zone->node = nid;
3452                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3453                                                 / 100;
3454                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3455 #endif
3456                 zone->name = zone_names[j];
3457                 spin_lock_init(&zone->lock);
3458                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3459                 zone_seqlock_init(zone);
3460                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3461
3462                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3463
3464                 zone_pcp_init(zone);
3465                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
3466                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
3467                 zone->nr_scan_active = 0;
3468                 zone->nr_scan_inactive = 0;
3469                 zap_zone_vm_stats(zone);
3470                 zone->flags = 0;
3471                 if (!size)
3472                         continue;
3473
3474                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3475                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3476                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3477                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3478                 BUG_ON(ret);
3479                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3480                 zone_start_pfn += size;
3481         }
3482 }
3483
3484 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3485 {
3486         /* Skip empty nodes */
3487         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3488                 return;
3489
3490 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3491         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3492         if (!pgdat->node_mem_map) {
3493                 unsigned long size, start, end;
3494                 struct page *map;
3495
3496                 /*
3497                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3498                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3499                  * for the buddy allocator to function correctly.
3500                  */
3501                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3502                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3503                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3504                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3505                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3506                 if (!map)
3507                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3508                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3509         }
3510 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3511         /*
3512          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3513          */
3514         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3515                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3516 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3517                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3518                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3519 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3520         }
3521 #endif
3522 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3523 }
3524
3525 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3526                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3527 {
3528         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3529
3530         pgdat->node_id = nid;
3531         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3532         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3533
3534         alloc_node_mem_map(pgdat);
3535 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3536         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3537                 nid, (unsigned long)pgdat,
3538                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3539 #endif
3540
3541         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3542 }
3543
3544 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3545
3546 #if MAX_NUMNODES > 1
3547 /*
3548  * Figure out the number of possible node ids.
3549  */
3550 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3551 {
3552         unsigned int node;
3553         unsigned int highest = 0;
3554
3555         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3556                 highest = node;
3557         nr_node_ids = highest + 1;
3558 }
3559 #else
3560 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3561 {
3562 }
3563 #endif
3564
3565 /**
3566  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3567  * @nid: The node ID the range resides on
3568  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3569  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3570  *
3571  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3572  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3573  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3574  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3575  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3576  */
3577 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3578                                                 unsigned long end_pfn)
3579 {
3580         int i;
3581
3582         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3583                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3584                         "%d entries of %d used\n",
3585                         nid, start_pfn, end_pfn,
3586                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3587
3588         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3589
3590         /* Merge with existing active regions if possible */
3591         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3592                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3593                         continue;
3594
3595                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3596                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3597                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3598                         return;
3599
3600                 /* Merge forward if suitable */
3601                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3602                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3603                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3604                         return;
3605                 }
3606
3607                 /* Merge backward if suitable */
3608                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3609                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3610                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3611                         return;
3612                 }
3613         }
3614
3615         /* Check that early_node_map is large enough */
3616         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3617                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3618                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3619                 return;
3620         }
3621
3622         early_node_map[i].nid = nid;
3623         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3624         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3625         nr_nodemap_entries = i + 1;
3626 }
3627
3628 /**
3629  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3630  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3631  * @start_pfn: The new PFN of the range
3632  * @end_pfn: The new PFN of the range
3633  *
3634  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3635  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3636  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3637  * range.
3638  */
3639 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3640                                 unsigned long end_pfn)
3641 {
3642         int i, j;
3643         int removed = 0;
3644
3645         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3646                           nid, start_pfn, end_pfn);
3647
3648         /* Find the old active region end and shrink */
3649         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3650                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3651                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3652                         /* clear it */
3653                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3654                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3655                         removed = 1;
3656                         continue;
3657                 }
3658                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3659                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3660                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3661                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3662                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3663                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3664                         continue;
3665                 }
3666                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3667                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3668                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3669                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3670                         continue;
3671                 }
3672         }
3673
3674         if (!removed)
3675                 return;
3676
3677         /* remove the blank ones */
3678         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3679                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3680                         continue;
3681                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3682                         continue;
3683                 /* we found it, get rid of it */
3684                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3685                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3686                                 sizeof(early_node_map[j]));
3687                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3688                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3689                 nr_nodemap_entries--;
3690         }
3691 }
3692
3693 /**
3694  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3695  *
3696  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3697  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3698  * all currently registered regions.
3699  */
3700 void __init remove_all_active_ranges(void)
3701 {
3702         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3703         nr_nodemap_entries = 0;
3704 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3705         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3706         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3707 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3708 }
3709
3710 /* Compare two active node_active_regions */
3711 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3712 {
3713         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3714         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3715
3716         /* Done this way to avoid overflows */
3717         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3718                 return 1;
3719         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3720                 return -1;
3721
3722         return 0;
3723 }
3724
3725 /* sort the node_map by start_pfn */
3726 static void __init sort_node_map(void)
3727 {
3728         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3729                         sizeof(struct node_active_region),
3730                         cmp_node_active_region, NULL);
3731 }
3732
3733 /* Find the lowest pfn for a node */
3734 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3735 {
3736         int i;
3737         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3738
3739         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3740         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3741                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3742
3743         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3744                 printk(KERN_WARNING
3745                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3746                 return 0;
3747         }
3748
3749         return min_pfn;
3750 }
3751
3752 /**
3753  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3754  *
3755  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3756  * add_active_range().
3757  */
3758 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3759 {
3760         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3761 }
3762
3763 /*
3764  * early_calculate_totalpages()
3765  * Sum pages in active regions for movable zone.
3766  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3767  */
3768 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3769 {
3770         int i;
3771         unsigned long totalpages = 0;
3772
3773         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3774                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3775                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3776                 totalpages += pages;
3777                 if (pages)
3778                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3779         }
3780         return totalpages;
3781 }
3782
3783 /*
3784  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3785  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3786  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3787  * others
3788  */
3789 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3790 {
3791         int i, nid;
3792         unsigned long usable_startpfn;
3793         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3794         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3795         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3796
3797         /*
3798          * If movablecore was specified, calculate what size of
3799          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3800          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3801          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3802          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3803          * what movablecore would have allowed.
3804          */
3805         if (required_movablecore) {
3806                 unsigned long corepages;
3807
3808                 /*
3809                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3810                  * was requested by the user
3811                  */
3812                 required_movablecore =
3813                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3814                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3815
3816                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3817         }
3818
3819         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3820         if (!required_kernelcore)
3821                 return;
3822
3823         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3824         find_usable_zone_for_movable();
3825         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3826
3827 restart:
3828         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3829         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3830         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3831                 /*
3832                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3833                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3834                  * amount of memory for the kernel
3835                  */
3836                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3837                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3838
3839                 /*
3840                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3841                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3842                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3843                  */
3844                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3845
3846                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3847                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3848                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3849                         unsigned long size_pages;
3850
3851                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3852                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3853                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3854                         if (start_pfn >= end_pfn)
3855                                 continue;
3856
3857                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3858                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3859                                 unsigned long kernel_pages;
3860                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3861                                                                 - start_pfn;
3862
3863                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3864                                                         kernelcore_remaining);
3865                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3866                                                         required_kernelcore);
3867
3868                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3869                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3870
3871                                         /*
3872                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3873                                          * that if we have to rebalance
3874                                          * kernelcore across nodes, we will
3875                                          * not double account here
3876                                          */
3877                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3878                                         continue;
3879                                 }
3880                                 start_pfn = usable_startpfn;
3881                         }
3882
3883                         /*
3884                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3885                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3886                          * number of pages used as kernelcore
3887                          */
3888                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3889                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3890                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3891                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3892
3893                         /*
3894                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3895                          * break if the kernelcore for this node has been
3896                          * satisified
3897                          */
3898                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3899                                                                 size_pages);
3900                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3901                         if (!kernelcore_remaining)
3902                                 break;
3903                 }
3904         }
3905
3906         /*
3907          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3908          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3909          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3910          * satisified
3911          */
3912         usable_nodes--;
3913         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
3914                 goto restart;
3915
3916         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
3917         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
3918                 zone_movable_pfn[nid] =
3919                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
3920 }
3921
3922 /* Any regular memory on that node ? */
3923 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
3924 {
3925 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
3926         enum zone_type zone_type;
3927
3928         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
3929                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
3930                 if (zone->present_pages)
3931                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
3932         }
3933 #endif
3934 }
3935
3936 /**
3937  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3938  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
3939  *
3940  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
3941  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
3942  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
3943  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
3944  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
3945  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
3946  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
3947  * at arch_max_dma_pfn.
3948  */
3949 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
3950 {
3951         unsigned long nid;
3952         enum zone_type i;
3953
3954         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
3955         sort_node_map();
3956
3957         /* Record where the zone boundaries are */
3958         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
3959                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
3960         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
3961                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
3962         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
3963         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
3964         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3965                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3966                         continue;
3967                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
3968                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
3969                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
3970                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
3971         }
3972         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3973         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3974
3975         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
3976         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
3977         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
3978
3979         /* Print out the zone ranges */
3980         printk("Zone PFN ranges:\n");
3981         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3982                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3983                         continue;
3984                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
3985                                 zone_names[i],
3986                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
3987                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
3988         }
3989
3990         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
3991         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
3992         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
3993                 if (zone_movable_pfn[i])
3994                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
3995         }
3996
3997         /* Print out the early_node_map[] */
3998         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
3999         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4000                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4001                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4002                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4003
4004         /* Initialise every node */
4005         mminit_verify_pageflags_layout();
4006         setup_nr_node_ids();
4007         for_each_online_node(nid) {
4008                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4009                 free_area_init_node(nid, NULL,
4010                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4011
4012                 /* Any memory on that node */
4013                 if (pgdat->node_present_pages)
4014                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4015                 check_for_regular_memory(pgdat);
4016         }
4017 }
4018
4019 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4020 {
4021         unsigned long long coremem;
4022         if (!p)
4023                 return -EINVAL;
4024
4025         coremem = memparse(p, &p);
4026         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4027
4028         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4029         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4030
4031         return 0;
4032 }
4033
4034 /*
4035  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4036  * cannot be reclaimed or migrated.
4037  */
4038 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4039 {
4040         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4041 }
4042
4043 /*
4044  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4045  * can be reclaimed or migrated.
4046  */
4047 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4048 {
4049         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4050 }
4051
4052 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4053 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4054
4055 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4056
4057 /**
4058  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4059  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4060  *
4061  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4062  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4063  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4064  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4065  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4066  * smaller per-cpu batchsize.
4067  */
4068 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4069 {
4070         dma_reserve = new_dma_reserve;
4071 }
4072
4073 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4074 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4075 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4076 #endif
4077
4078 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4079 {
4080         free_area_init_node(0, zones_size,
4081                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4082 }
4083
4084 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4085                                  unsigned long action, void *hcpu)
4086 {
4087         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4088
4089         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4090                 drain_pages(cpu);
4091
4092                 /*
4093                  * Spill the event counters of the dead processor
4094                  * into the current processors event counters.
4095                  * This artificially elevates the count of the current
4096                  * processor.
4097                  */
4098                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4099
4100                 /*
4101                  * Zero the differential counters of the dead processor
4102                  * so that the vm statistics are consistent.
4103                  *
4104                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4105                  * race with what we are doing.
4106                  */
4107                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4108         }
4109         return NOTIFY_OK;
4110 }
4111
4112 void __init page_alloc_init(void)
4113 {
4114         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4115 }
4116
4117 /*
4118  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4119  *      or min_free_kbytes changes.
4120  */
4121 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4122 {
4123         struct pglist_data *pgdat;
4124         unsigned long reserve_pages = 0;
4125         enum zone_type i, j;
4126
4127         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4128                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4129                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4130                         unsigned long max = 0;
4131
4132                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4133                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4134                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4135                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4136                         }
4137
4138                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4139                         max += zone->pages_high;
4140
4141                         if (max > zone->present_pages)
4142                                 max = zone->present_pages;
4143                         reserve_pages += max;
4144                 }
4145         }
4146         totalreserve_pages = reserve_pages;
4147 }
4148
4149 /*
4150  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4151  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4152  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4153  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4154  */
4155 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4156 {
4157         struct pglist_data *pgdat;
4158         enum zone_type j, idx;
4159
4160         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4161                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4162                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4163                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4164
4165                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4166
4167                         idx = j;
4168                         while (idx) {
4169                                 struct zone *lower_zone;
4170
4171                                 idx--;
4172
4173                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4174                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4175
4176                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4177                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4178                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4179                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4180                         }
4181                 }
4182         }
4183
4184         /* update totalreserve_pages */
4185         calculate_totalreserve_pages();
4186 }
4187
4188 /**
4189  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4190  *
4191  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4192  * with respect to min_free_kbytes.
4193  */
4194 void setup_per_zone_pages_min(void)
4195 {
4196         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4197         unsigned long lowmem_pages = 0;
4198         struct zone *zone;
4199         unsigned long flags;
4200
4201         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4202         for_each_zone(zone) {
4203                 if (!is_highmem(zone))
4204                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4205         }
4206
4207         for_each_zone(zone) {
4208                 u64 tmp;
4209
4210                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4211                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4212                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4213                 if (is_highmem(zone)) {
4214                         /*
4215                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4216                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4217                          * value here.
4218                          *
4219                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4220                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4221                          * not be capped for highmem.
4222                          */
4223                         int min_pages;
4224
4225                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4226                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4227                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4228                         if (min_pages > 128)
4229                                 min_pages = 128;
4230                         zone->pages_min = min_pages;
4231                 } else {
4232                         /*
4233                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4234                          * proportionate to the zone's size.
4235                          */
4236                         zone->pages_min = tmp;
4237                 }
4238
4239                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4240                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4241                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4242                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4243         }
4244
4245         /* update totalreserve_pages */
4246         calculate_totalreserve_pages();
4247 }
4248
4249 /*
4250  * Initialise min_free_kbytes.
4251  *
4252  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4253  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4254  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4255  *
4256  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4257  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4258  *
4259  * which yields
4260  *
4261  * 16MB:        512k
4262  * 32MB:        724k
4263  * 64MB:        1024k
4264  * 128MB:       1448k
4265  * 256MB:       2048k
4266  * 512MB:       2896k
4267  * 1024MB:      4096k
4268  * 2048MB:      5792k
4269  * 4096MB:      8192k
4270  * 8192MB:      11584k
4271  * 16384MB:     16384k
4272  */
4273 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4274 {
4275         unsigned long lowmem_kbytes;
4276
4277         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4278
4279         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4280         if (min_free_kbytes < 128)
4281                 min_free_kbytes = 128;
4282         if (min_free_kbytes > 65536)
4283                 min_free_kbytes = 65536;
4284         setup_per_zone_pages_min();
4285         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4286         return 0;
4287 }
4288 module_init(init_per_zone_pages_min)
4289
4290 /*
4291  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4292  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4293  *      changes.
4294  */
4295 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4296         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4297 {
4298         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4299         if (write)
4300                 setup_per_zone_pages_min();
4301         return 0;
4302 }
4303
4304 #ifdef CONFIG_NUMA
4305 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4306         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4307 {
4308         struct zone *zone;
4309         int rc;
4310
4311         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4312         if (rc)
4313                 return rc;
4314
4315         for_each_zone(zone)
4316                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4317                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4318         return 0;
4319 }
4320
4321 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4322         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4323 {
4324         struct zone *zone;
4325         int rc;
4326
4327         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4328         if (rc)
4329                 return rc;
4330
4331         for_each_zone(zone)
4332                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4333                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4334         return 0;
4335 }
4336 #endif
4337
4338 /*
4339  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4340  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4341  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4342  *
4343  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4344  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4345  * if in function of the boot time zone sizes.
4346  */
4347 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4348         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4349 {
4350         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4351         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4352         return 0;
4353 }
4354
4355 /*
4356  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4357  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4358  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4359  */
4360
4361 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4362         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4363 {
4364         struct zone *zone;
4365         unsigned int cpu;
4366         int ret;
4367
4368         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4369         if (!write || (ret == -EINVAL))
4370                 return ret;
4371         for_each_zone(zone) {
4372                 for_each_online_cpu(cpu) {
4373                         unsigned long  high;
4374                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4375                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4376                 }
4377         }
4378         return 0;
4379 }
4380
4381 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4382
4383 #ifdef CONFIG_NUMA
4384 static int __init set_hashdist(char *str)
4385 {
4386         if (!str)
4387                 return 0;
4388         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4389         return 1;
4390 }
4391 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4392 #endif
4393
4394 /*
4395  * allocate a large system hash table from bootmem
4396  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4397  *   quantity of entries
4398  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4399  */
4400 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4401                                      unsigned long bucketsize,
4402                                      unsigned long numentries,
4403                                      int scale,
4404                                      int flags,
4405                                      unsigned int *_hash_shift,
4406                                      unsigned int *_hash_mask,
4407                                      unsigned long limit)
4408 {
4409         unsigned long long max = limit;
4410         unsigned long log2qty, size;
4411         void *table = NULL;
4412
4413         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4414         if (!numentries) {
4415                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4416                 numentries = nr_kernel_pages;
4417                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4418                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4419                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4420
4421                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4422                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4423                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4424                 else
4425                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4426
4427                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4428                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4429                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4430         }
4431         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4432
4433         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4434         if (max == 0) {
4435                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4436                 do_div(max, bucketsize);
4437         }
4438
4439         if (numentries > max)
4440                 numentries = max;
4441
4442         log2qty = ilog2(numentries);
4443
4444         do {
4445                 size = bucketsize << log2qty;
4446                 if (flags & HASH_EARLY)
4447                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4448                 else if (hashdist)
4449                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4450                 else {
4451                         unsigned long order = get_order(size);
4452                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
4453                         /*
4454                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4455                          * some pages at the end of hash table.
4456                          */
4457                         if (table) {
4458                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4459                                                 (PAGE_SIZE << order);
4460                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4461                                                 PAGE_ALIGN(size);
4462                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4463                                 while (used < alloc_end) {
4464                                         free_page(used);
4465                                         used += PAGE_SIZE;
4466                                 }
4467                         }
4468                 }
4469         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4470
4471         if (!table)
4472                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4473
4474         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4475                tablename,
4476                (1U << log2qty),
4477                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4478                size);
4479
4480         if (_hash_shift)
4481                 *_hash_shift = log2qty;
4482         if (_hash_mask)
4483                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4484
4485         return table;
4486 }
4487
4488 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
4489 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
4490 {
4491         return __pfn_to_page(pfn);
4492 }
4493 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
4494 {
4495         return __page_to_pfn(page);
4496 }
4497 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
4498 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
4499 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
4500
4501 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4502 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4503                                                         unsigned long pfn)
4504 {
4505 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4506         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4507 #else
4508         return zone->pageblock_flags;
4509 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4510 }
4511
4512 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4513 {
4514 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4515         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4516         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4517 #else
4518         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4519         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4520 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4521 }
4522
4523 /**
4524  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4525  * @page: The page within the block of interest
4526  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4527  * @end_bitidx: The last bit of interest
4528  * returns pageblock_bits flags
4529  */
4530 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4531                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4532 {
4533         struct zone *zone;
4534         unsigned long *bitmap;
4535         unsigned long pfn, bitidx;
4536         unsigned long flags = 0;
4537         unsigned long value = 1;
4538
4539         zone = page_zone(page);
4540         pfn = page_to_pfn(page);
4541         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4542         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4543
4544         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4545                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4546                         flags |= value;
4547
4548         return flags;
4549 }
4550
4551 /**
4552  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4553  * @page: The page within the block of interest
4554  * @start_bitidx: The first bit of interest
4555  * @end_bitidx: The last bit of interest
4556  * @flags: The flags to set
4557  */
4558 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4559                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4560 {
4561         struct zone *zone;
4562         unsigned long *bitmap;
4563         unsigned long pfn, bitidx;
4564         unsigned long value = 1;
4565
4566         zone = page_zone(page);
4567         pfn = page_to_pfn(page);
4568         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4569         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4570         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4571         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4572
4573         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4574                 if (flags & value)
4575                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4576                 else
4577                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4578 }
4579
4580 /*
4581  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4582  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4583  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4584  */
4585
4586 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4587 {
4588         struct zone *zone;
4589         unsigned long flags;
4590         int ret = -EBUSY;
4591
4592         zone = page_zone(page);
4593         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4594         /*
4595          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4596          */
4597         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4598                 goto out;
4599         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4600         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4601         ret = 0;
4602 out:
4603         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4604         if (!ret)
4605                 drain_all_pages();
4606         return ret;
4607 }
4608
4609 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4610 {
4611         struct zone *zone;
4612         unsigned long flags;
4613         zone = page_zone(page);
4614         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4615         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4616                 goto out;
4617         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4618         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4619 out:
4620         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4621 }
4622
4623 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4624 /*
4625  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4626  */
4627 void
4628 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4629 {
4630         struct page *page;
4631         struct zone *zone;
4632         int order, i;
4633         unsigned long pfn;
4634         unsigned long flags;
4635         /* find the first valid pfn */
4636         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4637                 if (pfn_valid(pfn))
4638                         break;
4639         if (pfn == end_pfn)
4640                 return;
4641         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4642         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4643         pfn = start_pfn;
4644         while (pfn < end_pfn) {
4645                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4646                         pfn++;
4647                         continue;
4648                 }
4649                 page = pfn_to_page(pfn);
4650                 BUG_ON(page_count(page));
4651                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4652                 order = page_order(page);
4653 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4654                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4655                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4656 #endif
4657                 list_del(&page->lru);
4658                 rmv_page_order(page);
4659                 zone->free_area[order].nr_free--;
4660                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4661                                       - (1UL << order));
4662                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4663                         SetPageReserved((page+i));
4664                 pfn += (1 << order);
4665         }
4666         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4667 }
4668 #endif