HID: input: avoid polling stylus battery on Chromebook Pompom
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / mm_init.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * mm_init.c - Memory initialisation verification and debugging
4  *
5  * Copyright 2008 IBM Corporation, 2008
6  * Author Mel Gorman <mel@csn.ul.ie>
7  *
8  */
9 #include <linux/kernel.h>
10 #include <linux/init.h>
11 #include <linux/kobject.h>
12 #include <linux/export.h>
13 #include <linux/memory.h>
14 #include <linux/notifier.h>
15 #include <linux/sched.h>
16 #include <linux/mman.h>
17 #include <linux/memblock.h>
18 #include <linux/page-isolation.h>
19 #include <linux/padata.h>
20 #include <linux/nmi.h>
21 #include <linux/buffer_head.h>
22 #include <linux/kmemleak.h>
23 #include <linux/kfence.h>
24 #include <linux/page_ext.h>
25 #include <linux/pti.h>
26 #include <linux/pgtable.h>
27 #include <linux/swap.h>
28 #include <linux/cma.h>
29 #include "internal.h"
30 #include "slab.h"
31 #include "shuffle.h"
32
33 #include <asm/setup.h>
34
35 #ifdef CONFIG_DEBUG_MEMORY_INIT
36 int __meminitdata mminit_loglevel;
37
38 /* The zonelists are simply reported, validation is manual. */
39 void __init mminit_verify_zonelist(void)
40 {
41         int nid;
42
43         if (mminit_loglevel < MMINIT_VERIFY)
44                 return;
45
46         for_each_online_node(nid) {
47                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
48                 struct zone *zone;
49                 struct zoneref *z;
50                 struct zonelist *zonelist;
51                 int i, listid, zoneid;
52
53                 BUILD_BUG_ON(MAX_ZONELISTS > 2);
54                 for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS * MAX_NR_ZONES; i++) {
55
56                         /* Identify the zone and nodelist */
57                         zoneid = i % MAX_NR_ZONES;
58                         listid = i / MAX_NR_ZONES;
59                         zonelist = &pgdat->node_zonelists[listid];
60                         zone = &pgdat->node_zones[zoneid];
61                         if (!populated_zone(zone))
62                                 continue;
63
64                         /* Print information about the zonelist */
65                         printk(KERN_DEBUG "mminit::zonelist %s %d:%s = ",
66                                 listid > 0 ? "thisnode" : "general", nid,
67                                 zone->name);
68
69                         /* Iterate the zonelist */
70                         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, zoneid)
71                                 pr_cont("%d:%s ", zone_to_nid(zone), zone->name);
72                         pr_cont("\n");
73                 }
74         }
75 }
76
77 void __init mminit_verify_pageflags_layout(void)
78 {
79         int shift, width;
80         unsigned long or_mask, add_mask;
81
82         shift = BITS_PER_LONG;
83         width = shift - SECTIONS_WIDTH - NODES_WIDTH - ZONES_WIDTH
84                 - LAST_CPUPID_SHIFT - KASAN_TAG_WIDTH - LRU_GEN_WIDTH - LRU_REFS_WIDTH;
85         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "pageflags_layout_widths",
86                 "Section %d Node %d Zone %d Lastcpupid %d Kasantag %d Gen %d Tier %d Flags %d\n",
87                 SECTIONS_WIDTH,
88                 NODES_WIDTH,
89                 ZONES_WIDTH,
90                 LAST_CPUPID_WIDTH,
91                 KASAN_TAG_WIDTH,
92                 LRU_GEN_WIDTH,
93                 LRU_REFS_WIDTH,
94                 NR_PAGEFLAGS);
95         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "pageflags_layout_shifts",
96                 "Section %d Node %d Zone %d Lastcpupid %d Kasantag %d\n",
97                 SECTIONS_SHIFT,
98                 NODES_SHIFT,
99                 ZONES_SHIFT,
100                 LAST_CPUPID_SHIFT,
101                 KASAN_TAG_WIDTH);
102         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "pageflags_layout_pgshifts",
103                 "Section %lu Node %lu Zone %lu Lastcpupid %lu Kasantag %lu\n",
104                 (unsigned long)SECTIONS_PGSHIFT,
105                 (unsigned long)NODES_PGSHIFT,
106                 (unsigned long)ZONES_PGSHIFT,
107                 (unsigned long)LAST_CPUPID_PGSHIFT,
108                 (unsigned long)KASAN_TAG_PGSHIFT);
109         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "pageflags_layout_nodezoneid",
110                 "Node/Zone ID: %lu -> %lu\n",
111                 (unsigned long)(ZONEID_PGOFF + ZONEID_SHIFT),
112                 (unsigned long)ZONEID_PGOFF);
113         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "pageflags_layout_usage",
114                 "location: %d -> %d layout %d -> %d unused %d -> %d page-flags\n",
115                 shift, width, width, NR_PAGEFLAGS, NR_PAGEFLAGS, 0);
116 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
117         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "pageflags_layout_nodeflags",
118                 "Node not in page flags");
119 #endif
120 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
121         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "pageflags_layout_nodeflags",
122                 "Last cpupid not in page flags");
123 #endif
124
125         if (SECTIONS_WIDTH) {
126                 shift -= SECTIONS_WIDTH;
127                 BUG_ON(shift != SECTIONS_PGSHIFT);
128         }
129         if (NODES_WIDTH) {
130                 shift -= NODES_WIDTH;
131                 BUG_ON(shift != NODES_PGSHIFT);
132         }
133         if (ZONES_WIDTH) {
134                 shift -= ZONES_WIDTH;
135                 BUG_ON(shift != ZONES_PGSHIFT);
136         }
137
138         /* Check for bitmask overlaps */
139         or_mask = (ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT) |
140                         (NODES_MASK << NODES_PGSHIFT) |
141                         (SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
142         add_mask = (ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT) +
143                         (NODES_MASK << NODES_PGSHIFT) +
144                         (SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
145         BUG_ON(or_mask != add_mask);
146 }
147
148 static __init int set_mminit_loglevel(char *str)
149 {
150         get_option(&str, &mminit_loglevel);
151         return 0;
152 }
153 early_param("mminit_loglevel", set_mminit_loglevel);
154 #endif /* CONFIG_DEBUG_MEMORY_INIT */
155
156 struct kobject *mm_kobj;
157
158 #ifdef CONFIG_SMP
159 s32 vm_committed_as_batch = 32;
160
161 void mm_compute_batch(int overcommit_policy)
162 {
163         u64 memsized_batch;
164         s32 nr = num_present_cpus();
165         s32 batch = max_t(s32, nr*2, 32);
166         unsigned long ram_pages = totalram_pages();
167
168         /*
169          * For policy OVERCOMMIT_NEVER, set batch size to 0.4% of
170          * (total memory/#cpus), and lift it to 25% for other policies
171          * to easy the possible lock contention for percpu_counter
172          * vm_committed_as, while the max limit is INT_MAX
173          */
174         if (overcommit_policy == OVERCOMMIT_NEVER)
175                 memsized_batch = min_t(u64, ram_pages/nr/256, INT_MAX);
176         else
177                 memsized_batch = min_t(u64, ram_pages/nr/4, INT_MAX);
178
179         vm_committed_as_batch = max_t(s32, memsized_batch, batch);
180 }
181
182 static int __meminit mm_compute_batch_notifier(struct notifier_block *self,
183                                         unsigned long action, void *arg)
184 {
185         switch (action) {
186         case MEM_ONLINE:
187         case MEM_OFFLINE:
188                 mm_compute_batch(sysctl_overcommit_memory);
189                 break;
190         default:
191                 break;
192         }
193         return NOTIFY_OK;
194 }
195
196 static int __init mm_compute_batch_init(void)
197 {
198         mm_compute_batch(sysctl_overcommit_memory);
199         hotplug_memory_notifier(mm_compute_batch_notifier, MM_COMPUTE_BATCH_PRI);
200         return 0;
201 }
202
203 __initcall(mm_compute_batch_init);
204
205 #endif
206
207 static int __init mm_sysfs_init(void)
208 {
209         mm_kobj = kobject_create_and_add("mm", kernel_kobj);
210         if (!mm_kobj)
211                 return -ENOMEM;
212
213         return 0;
214 }
215 postcore_initcall(mm_sysfs_init);
216
217 static unsigned long arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES] __initdata;
218 static unsigned long arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES] __initdata;
219 static unsigned long zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES] __initdata;
220
221 static unsigned long required_kernelcore __initdata;
222 static unsigned long required_kernelcore_percent __initdata;
223 static unsigned long required_movablecore __initdata;
224 static unsigned long required_movablecore_percent __initdata;
225
226 static unsigned long nr_kernel_pages __initdata;
227 static unsigned long nr_all_pages __initdata;
228 static unsigned long dma_reserve __initdata;
229
230 static bool deferred_struct_pages __meminitdata;
231
232 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_nodestat, boot_nodestats);
233
234 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core,
235                                      unsigned long *percent)
236 {
237         unsigned long long coremem;
238         char *endptr;
239
240         if (!p)
241                 return -EINVAL;
242
243         /* Value may be a percentage of total memory, otherwise bytes */
244         coremem = simple_strtoull(p, &endptr, 0);
245         if (*endptr == '%') {
246                 /* Paranoid check for percent values greater than 100 */
247                 WARN_ON(coremem > 100);
248
249                 *percent = coremem;
250         } else {
251                 coremem = memparse(p, &p);
252                 /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
253                 WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
254
255                 *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
256                 *percent = 0UL;
257         }
258         return 0;
259 }
260
261 bool mirrored_kernelcore __initdata_memblock;
262
263 /*
264  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
265  * cannot be reclaimed or migrated.
266  */
267 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
268 {
269         /* parse kernelcore=mirror */
270         if (parse_option_str(p, "mirror")) {
271                 mirrored_kernelcore = true;
272                 return 0;
273         }
274
275         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore,
276                                   &required_kernelcore_percent);
277 }
278 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
279
280 /*
281  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
282  * can be reclaimed or migrated.
283  */
284 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
285 {
286         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore,
287                                   &required_movablecore_percent);
288 }
289 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
290
291 /*
292  * early_calculate_totalpages()
293  * Sum pages in active regions for movable zone.
294  * Populate N_MEMORY for calculating usable_nodes.
295  */
296 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
297 {
298         unsigned long totalpages = 0;
299         unsigned long start_pfn, end_pfn;
300         int i, nid;
301
302         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid) {
303                 unsigned long pages = end_pfn - start_pfn;
304
305                 totalpages += pages;
306                 if (pages)
307                         node_set_state(nid, N_MEMORY);
308         }
309         return totalpages;
310 }
311
312 /*
313  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
314  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
315  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
316  */
317 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
318 {
319         int zone_index;
320         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
321                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
322                         continue;
323
324                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
325                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
326                         break;
327         }
328
329         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
330         movable_zone = zone_index;
331 }
332
333 /*
334  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
335  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
336  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
337  * others
338  */
339 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(void)
340 {
341         int i, nid;
342         unsigned long usable_startpfn;
343         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
344         /* save the state before borrow the nodemask */
345         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_MEMORY];
346         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
347         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_MEMORY]);
348         struct memblock_region *r;
349
350         /* Need to find movable_zone earlier when movable_node is specified. */
351         find_usable_zone_for_movable();
352
353         /*
354          * If movable_node is specified, ignore kernelcore and movablecore
355          * options.
356          */
357         if (movable_node_is_enabled()) {
358                 for_each_mem_region(r) {
359                         if (!memblock_is_hotpluggable(r))
360                                 continue;
361
362                         nid = memblock_get_region_node(r);
363
364                         usable_startpfn = PFN_DOWN(r->base);
365                         zone_movable_pfn[nid] = zone_movable_pfn[nid] ?
366                                 min(usable_startpfn, zone_movable_pfn[nid]) :
367                                 usable_startpfn;
368                 }
369
370                 goto out2;
371         }
372
373         /*
374          * If kernelcore=mirror is specified, ignore movablecore option
375          */
376         if (mirrored_kernelcore) {
377                 bool mem_below_4gb_not_mirrored = false;
378
379                 if (!memblock_has_mirror()) {
380                         pr_warn("The system has no mirror memory, ignore kernelcore=mirror.\n");
381                         goto out;
382                 }
383
384                 for_each_mem_region(r) {
385                         if (memblock_is_mirror(r))
386                                 continue;
387
388                         nid = memblock_get_region_node(r);
389
390                         usable_startpfn = memblock_region_memory_base_pfn(r);
391
392                         if (usable_startpfn < PHYS_PFN(SZ_4G)) {
393                                 mem_below_4gb_not_mirrored = true;
394                                 continue;
395                         }
396
397                         zone_movable_pfn[nid] = zone_movable_pfn[nid] ?
398                                 min(usable_startpfn, zone_movable_pfn[nid]) :
399                                 usable_startpfn;
400                 }
401
402                 if (mem_below_4gb_not_mirrored)
403                         pr_warn("This configuration results in unmirrored kernel memory.\n");
404
405                 goto out2;
406         }
407
408         /*
409          * If kernelcore=nn% or movablecore=nn% was specified, calculate the
410          * amount of necessary memory.
411          */
412         if (required_kernelcore_percent)
413                 required_kernelcore = (totalpages * 100 * required_kernelcore_percent) /
414                                        10000UL;
415         if (required_movablecore_percent)
416                 required_movablecore = (totalpages * 100 * required_movablecore_percent) /
417                                         10000UL;
418
419         /*
420          * If movablecore= was specified, calculate what size of
421          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
422          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
423          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
424          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
425          * what movablecore would have allowed.
426          */
427         if (required_movablecore) {
428                 unsigned long corepages;
429
430                 /*
431                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
432                  * was requested by the user
433                  */
434                 required_movablecore =
435                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
436                 required_movablecore = min(totalpages, required_movablecore);
437                 corepages = totalpages - required_movablecore;
438
439                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
440         }
441
442         /*
443          * If kernelcore was not specified or kernelcore size is larger
444          * than totalpages, there is no ZONE_MOVABLE.
445          */
446         if (!required_kernelcore || required_kernelcore >= totalpages)
447                 goto out;
448
449         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
450         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
451
452 restart:
453         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
454         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
455         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
456                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
457
458                 /*
459                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
460                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
461                  * amount of memory for the kernel
462                  */
463                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
464                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
465
466                 /*
467                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
468                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
469                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
470                  */
471                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
472
473                 /* Go through each range of PFNs within this node */
474                 for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
475                         unsigned long size_pages;
476
477                         start_pfn = max(start_pfn, zone_movable_pfn[nid]);
478                         if (start_pfn >= end_pfn)
479                                 continue;
480
481                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
482                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
483                                 unsigned long kernel_pages;
484                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
485                                                                 - start_pfn;
486
487                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
488                                                         kernelcore_remaining);
489                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
490                                                         required_kernelcore);
491
492                                 /* Continue if range is now fully accounted */
493                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
494
495                                         /*
496                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
497                                          * that if we have to rebalance
498                                          * kernelcore across nodes, we will
499                                          * not double account here
500                                          */
501                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
502                                         continue;
503                                 }
504                                 start_pfn = usable_startpfn;
505                         }
506
507                         /*
508                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
509                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
510                          * number of pages used as kernelcore
511                          */
512                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
513                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
514                                 size_pages = kernelcore_remaining;
515                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
516
517                         /*
518                          * Some kernelcore has been met, update counts and
519                          * break if the kernelcore for this node has been
520                          * satisfied
521                          */
522                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
523                                                                 size_pages);
524                         kernelcore_remaining -= size_pages;
525                         if (!kernelcore_remaining)
526                                 break;
527                 }
528         }
529
530         /*
531          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
532          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
533          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
534          * satisfied
535          */
536         usable_nodes--;
537         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
538                 goto restart;
539
540 out2:
541         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
542         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++) {
543                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
544
545                 zone_movable_pfn[nid] =
546                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
547
548                 get_pfn_range_for_nid(nid, &start_pfn, &end_pfn);
549                 if (zone_movable_pfn[nid] >= end_pfn)
550                         zone_movable_pfn[nid] = 0;
551         }
552
553 out:
554         /* restore the node_state */
555         node_states[N_MEMORY] = saved_node_state;
556 }
557
558 void __meminit __init_single_page(struct page *page, unsigned long pfn,
559                                 unsigned long zone, int nid)
560 {
561         mm_zero_struct_page(page);
562         set_page_links(page, zone, nid, pfn);
563         init_page_count(page);
564         page_mapcount_reset(page);
565         page_cpupid_reset_last(page);
566         page_kasan_tag_reset(page);
567
568         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
569 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
570         /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
571         if (!is_highmem_idx(zone))
572                 set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
573 #endif
574 }
575
576 #ifdef CONFIG_NUMA
577 /*
578  * During memory init memblocks map pfns to nids. The search is expensive and
579  * this caches recent lookups. The implementation of __early_pfn_to_nid
580  * treats start/end as pfns.
581  */
582 struct mminit_pfnnid_cache {
583         unsigned long last_start;
584         unsigned long last_end;
585         int last_nid;
586 };
587
588 static struct mminit_pfnnid_cache early_pfnnid_cache __meminitdata;
589
590 /*
591  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
592  */
593 static int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
594                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
595 {
596         unsigned long start_pfn, end_pfn;
597         int nid;
598
599         if (state->last_start <= pfn && pfn < state->last_end)
600                 return state->last_nid;
601
602         nid = memblock_search_pfn_nid(pfn, &start_pfn, &end_pfn);
603         if (nid != NUMA_NO_NODE) {
604                 state->last_start = start_pfn;
605                 state->last_end = end_pfn;
606                 state->last_nid = nid;
607         }
608
609         return nid;
610 }
611
612 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
613 {
614         static DEFINE_SPINLOCK(early_pfn_lock);
615         int nid;
616
617         spin_lock(&early_pfn_lock);
618         nid = __early_pfn_to_nid(pfn, &early_pfnnid_cache);
619         if (nid < 0)
620                 nid = first_online_node;
621         spin_unlock(&early_pfn_lock);
622
623         return nid;
624 }
625
626 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
627
628 static int __init set_hashdist(char *str)
629 {
630         if (!str)
631                 return 0;
632         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
633         return 1;
634 }
635 __setup("hashdist=", set_hashdist);
636
637 static inline void fixup_hashdist(void)
638 {
639         if (num_node_state(N_MEMORY) == 1)
640                 hashdist = 0;
641 }
642 #else
643 static inline void fixup_hashdist(void) {}
644 #endif /* CONFIG_NUMA */
645
646 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
647 static inline void pgdat_set_deferred_range(pg_data_t *pgdat)
648 {
649         pgdat->first_deferred_pfn = ULONG_MAX;
650 }
651
652 /* Returns true if the struct page for the pfn is initialised */
653 static inline bool __meminit early_page_initialised(unsigned long pfn, int nid)
654 {
655         if (node_online(nid) && pfn >= NODE_DATA(nid)->first_deferred_pfn)
656                 return false;
657
658         return true;
659 }
660
661 /*
662  * Returns true when the remaining initialisation should be deferred until
663  * later in the boot cycle when it can be parallelised.
664  */
665 static bool __meminit
666 defer_init(int nid, unsigned long pfn, unsigned long end_pfn)
667 {
668         static unsigned long prev_end_pfn, nr_initialised;
669
670         if (early_page_ext_enabled())
671                 return false;
672         /*
673          * prev_end_pfn static that contains the end of previous zone
674          * No need to protect because called very early in boot before smp_init.
675          */
676         if (prev_end_pfn != end_pfn) {
677                 prev_end_pfn = end_pfn;
678                 nr_initialised = 0;
679         }
680
681         /* Always populate low zones for address-constrained allocations */
682         if (end_pfn < pgdat_end_pfn(NODE_DATA(nid)))
683                 return false;
684
685         if (NODE_DATA(nid)->first_deferred_pfn != ULONG_MAX)
686                 return true;
687         /*
688          * We start only with one section of pages, more pages are added as
689          * needed until the rest of deferred pages are initialized.
690          */
691         nr_initialised++;
692         if ((nr_initialised > PAGES_PER_SECTION) &&
693             (pfn & (PAGES_PER_SECTION - 1)) == 0) {
694                 NODE_DATA(nid)->first_deferred_pfn = pfn;
695                 return true;
696         }
697         return false;
698 }
699
700 static void __meminit init_reserved_page(unsigned long pfn, int nid)
701 {
702         pg_data_t *pgdat;
703         int zid;
704
705         if (early_page_initialised(pfn, nid))
706                 return;
707
708         pgdat = NODE_DATA(nid);
709
710         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
711                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
712
713                 if (zone_spans_pfn(zone, pfn))
714                         break;
715         }
716         __init_single_page(pfn_to_page(pfn), pfn, zid, nid);
717 }
718 #else
719 static inline void pgdat_set_deferred_range(pg_data_t *pgdat) {}
720
721 static inline bool early_page_initialised(unsigned long pfn, int nid)
722 {
723         return true;
724 }
725
726 static inline bool defer_init(int nid, unsigned long pfn, unsigned long end_pfn)
727 {
728         return false;
729 }
730
731 static inline void init_reserved_page(unsigned long pfn, int nid)
732 {
733 }
734 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
735
736 /*
737  * Initialised pages do not have PageReserved set. This function is
738  * called for each range allocated by the bootmem allocator and
739  * marks the pages PageReserved. The remaining valid pages are later
740  * sent to the buddy page allocator.
741  */
742 void __meminit reserve_bootmem_region(phys_addr_t start,
743                                       phys_addr_t end, int nid)
744 {
745         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
746         unsigned long end_pfn = PFN_UP(end);
747
748         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn++) {
749                 if (pfn_valid(start_pfn)) {
750                         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
751
752                         init_reserved_page(start_pfn, nid);
753
754                         /* Avoid false-positive PageTail() */
755                         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
756
757                         /*
758                          * no need for atomic set_bit because the struct
759                          * page is not visible yet so nobody should
760                          * access it yet.
761                          */
762                         __SetPageReserved(page);
763                 }
764         }
765 }
766
767 /* If zone is ZONE_MOVABLE but memory is mirrored, it is an overlapped init */
768 static bool __meminit
769 overlap_memmap_init(unsigned long zone, unsigned long *pfn)
770 {
771         static struct memblock_region *r;
772
773         if (mirrored_kernelcore && zone == ZONE_MOVABLE) {
774                 if (!r || *pfn >= memblock_region_memory_end_pfn(r)) {
775                         for_each_mem_region(r) {
776                                 if (*pfn < memblock_region_memory_end_pfn(r))
777                                         break;
778                         }
779                 }
780                 if (*pfn >= memblock_region_memory_base_pfn(r) &&
781                     memblock_is_mirror(r)) {
782                         *pfn = memblock_region_memory_end_pfn(r);
783                         return true;
784                 }
785         }
786         return false;
787 }
788
789 /*
790  * Only struct pages that correspond to ranges defined by memblock.memory
791  * are zeroed and initialized by going through __init_single_page() during
792  * memmap_init_zone_range().
793  *
794  * But, there could be struct pages that correspond to holes in
795  * memblock.memory. This can happen because of the following reasons:
796  * - physical memory bank size is not necessarily the exact multiple of the
797  *   arbitrary section size
798  * - early reserved memory may not be listed in memblock.memory
799  * - non-memory regions covered by the contigious flatmem mapping
800  * - memory layouts defined with memmap= kernel parameter may not align
801  *   nicely with memmap sections
802  *
803  * Explicitly initialize those struct pages so that:
804  * - PG_Reserved is set
805  * - zone and node links point to zone and node that span the page if the
806  *   hole is in the middle of a zone
807  * - zone and node links point to adjacent zone/node if the hole falls on
808  *   the zone boundary; the pages in such holes will be prepended to the
809  *   zone/node above the hole except for the trailing pages in the last
810  *   section that will be appended to the zone/node below.
811  */
812 static void __init init_unavailable_range(unsigned long spfn,
813                                           unsigned long epfn,
814                                           int zone, int node)
815 {
816         unsigned long pfn;
817         u64 pgcnt = 0;
818
819         for (pfn = spfn; pfn < epfn; pfn++) {
820                 if (!pfn_valid(pageblock_start_pfn(pfn))) {
821                         pfn = pageblock_end_pfn(pfn) - 1;
822                         continue;
823                 }
824                 __init_single_page(pfn_to_page(pfn), pfn, zone, node);
825                 __SetPageReserved(pfn_to_page(pfn));
826                 pgcnt++;
827         }
828
829         if (pgcnt)
830                 pr_info("On node %d, zone %s: %lld pages in unavailable ranges\n",
831                         node, zone_names[zone], pgcnt);
832 }
833
834 /*
835  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
836  * up by memblock_free_all() once the early boot process is
837  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
838  *
839  * All aligned pageblocks are initialized to the specified migratetype
840  * (usually MIGRATE_MOVABLE). Besides setting the migratetype, no related
841  * zone stats (e.g., nr_isolate_pageblock) are touched.
842  */
843 void __meminit memmap_init_range(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
844                 unsigned long start_pfn, unsigned long zone_end_pfn,
845                 enum meminit_context context,
846                 struct vmem_altmap *altmap, int migratetype)
847 {
848         unsigned long pfn, end_pfn = start_pfn + size;
849         struct page *page;
850
851         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
852                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
853
854 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
855         /*
856          * Honor reservation requested by the driver for this ZONE_DEVICE
857          * memory. We limit the total number of pages to initialize to just
858          * those that might contain the memory mapping. We will defer the
859          * ZONE_DEVICE page initialization until after we have released
860          * the hotplug lock.
861          */
862         if (zone == ZONE_DEVICE) {
863                 if (!altmap)
864                         return;
865
866                 if (start_pfn == altmap->base_pfn)
867                         start_pfn += altmap->reserve;
868                 end_pfn = altmap->base_pfn + vmem_altmap_offset(altmap);
869         }
870 #endif
871
872         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; ) {
873                 /*
874                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s handed to this
875                  * function.  They do not exist on hotplugged memory.
876                  */
877                 if (context == MEMINIT_EARLY) {
878                         if (overlap_memmap_init(zone, &pfn))
879                                 continue;
880                         if (defer_init(nid, pfn, zone_end_pfn)) {
881                                 deferred_struct_pages = true;
882                                 break;
883                         }
884                 }
885
886                 page = pfn_to_page(pfn);
887                 __init_single_page(page, pfn, zone, nid);
888                 if (context == MEMINIT_HOTPLUG)
889                         __SetPageReserved(page);
890
891                 /*
892                  * Usually, we want to mark the pageblock MIGRATE_MOVABLE,
893                  * such that unmovable allocations won't be scattered all
894                  * over the place during system boot.
895                  */
896                 if (pageblock_aligned(pfn)) {
897                         set_pageblock_migratetype(page, migratetype);
898                         cond_resched();
899                 }
900                 pfn++;
901         }
902 }
903
904 static void __init memmap_init_zone_range(struct zone *zone,
905                                           unsigned long start_pfn,
906                                           unsigned long end_pfn,
907                                           unsigned long *hole_pfn)
908 {
909         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
910         unsigned long zone_end_pfn = zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
911         int nid = zone_to_nid(zone), zone_id = zone_idx(zone);
912
913         start_pfn = clamp(start_pfn, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
914         end_pfn = clamp(end_pfn, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
915
916         if (start_pfn >= end_pfn)
917                 return;
918
919         memmap_init_range(end_pfn - start_pfn, nid, zone_id, start_pfn,
920                           zone_end_pfn, MEMINIT_EARLY, NULL, MIGRATE_MOVABLE);
921
922         if (*hole_pfn < start_pfn)
923                 init_unavailable_range(*hole_pfn, start_pfn, zone_id, nid);
924
925         *hole_pfn = end_pfn;
926 }
927
928 static void __init memmap_init(void)
929 {
930         unsigned long start_pfn, end_pfn;
931         unsigned long hole_pfn = 0;
932         int i, j, zone_id = 0, nid;
933
934         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid) {
935                 struct pglist_data *node = NODE_DATA(nid);
936
937                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
938                         struct zone *zone = node->node_zones + j;
939
940                         if (!populated_zone(zone))
941                                 continue;
942
943                         memmap_init_zone_range(zone, start_pfn, end_pfn,
944                                                &hole_pfn);
945                         zone_id = j;
946                 }
947         }
948
949 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
950         /*
951          * Initialize the memory map for hole in the range [memory_end,
952          * section_end].
953          * Append the pages in this hole to the highest zone in the last
954          * node.
955          * The call to init_unavailable_range() is outside the ifdef to
956          * silence the compiler warining about zone_id set but not used;
957          * for FLATMEM it is a nop anyway
958          */
959         end_pfn = round_up(end_pfn, PAGES_PER_SECTION);
960         if (hole_pfn < end_pfn)
961 #endif
962                 init_unavailable_range(hole_pfn, end_pfn, zone_id, nid);
963 }
964
965 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
966 static void __ref __init_zone_device_page(struct page *page, unsigned long pfn,
967                                           unsigned long zone_idx, int nid,
968                                           struct dev_pagemap *pgmap)
969 {
970
971         __init_single_page(page, pfn, zone_idx, nid);
972
973         /*
974          * Mark page reserved as it will need to wait for onlining
975          * phase for it to be fully associated with a zone.
976          *
977          * We can use the non-atomic __set_bit operation for setting
978          * the flag as we are still initializing the pages.
979          */
980         __SetPageReserved(page);
981
982         /*
983          * ZONE_DEVICE pages union ->lru with a ->pgmap back pointer
984          * and zone_device_data.  It is a bug if a ZONE_DEVICE page is
985          * ever freed or placed on a driver-private list.
986          */
987         page->pgmap = pgmap;
988         page->zone_device_data = NULL;
989
990         /*
991          * Mark the block movable so that blocks are reserved for
992          * movable at startup. This will force kernel allocations
993          * to reserve their blocks rather than leaking throughout
994          * the address space during boot when many long-lived
995          * kernel allocations are made.
996          *
997          * Please note that MEMINIT_HOTPLUG path doesn't clear memmap
998          * because this is done early in section_activate()
999          */
1000         if (pageblock_aligned(pfn)) {
1001                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
1002                 cond_resched();
1003         }
1004
1005         /*
1006          * ZONE_DEVICE pages are released directly to the driver page allocator
1007          * which will set the page count to 1 when allocating the page.
1008          */
1009         if (pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE ||
1010             pgmap->type == MEMORY_DEVICE_COHERENT)
1011                 set_page_count(page, 0);
1012 }
1013
1014 /*
1015  * With compound page geometry and when struct pages are stored in ram most
1016  * tail pages are reused. Consequently, the amount of unique struct pages to
1017  * initialize is a lot smaller that the total amount of struct pages being
1018  * mapped. This is a paired / mild layering violation with explicit knowledge
1019  * of how the sparse_vmemmap internals handle compound pages in the lack
1020  * of an altmap. See vmemmap_populate_compound_pages().
1021  */
1022 static inline unsigned long compound_nr_pages(struct vmem_altmap *altmap,
1023                                               struct dev_pagemap *pgmap)
1024 {
1025         if (!vmemmap_can_optimize(altmap, pgmap))
1026                 return pgmap_vmemmap_nr(pgmap);
1027
1028         return VMEMMAP_RESERVE_NR * (PAGE_SIZE / sizeof(struct page));
1029 }
1030
1031 static void __ref memmap_init_compound(struct page *head,
1032                                        unsigned long head_pfn,
1033                                        unsigned long zone_idx, int nid,
1034                                        struct dev_pagemap *pgmap,
1035                                        unsigned long nr_pages)
1036 {
1037         unsigned long pfn, end_pfn = head_pfn + nr_pages;
1038         unsigned int order = pgmap->vmemmap_shift;
1039
1040         __SetPageHead(head);
1041         for (pfn = head_pfn + 1; pfn < end_pfn; pfn++) {
1042                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1043
1044                 __init_zone_device_page(page, pfn, zone_idx, nid, pgmap);
1045                 prep_compound_tail(head, pfn - head_pfn);
1046                 set_page_count(page, 0);
1047
1048                 /*
1049                  * The first tail page stores important compound page info.
1050                  * Call prep_compound_head() after the first tail page has
1051                  * been initialized, to not have the data overwritten.
1052                  */
1053                 if (pfn == head_pfn + 1)
1054                         prep_compound_head(head, order);
1055         }
1056 }
1057
1058 void __ref memmap_init_zone_device(struct zone *zone,
1059                                    unsigned long start_pfn,
1060                                    unsigned long nr_pages,
1061                                    struct dev_pagemap *pgmap)
1062 {
1063         unsigned long pfn, end_pfn = start_pfn + nr_pages;
1064         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1065         struct vmem_altmap *altmap = pgmap_altmap(pgmap);
1066         unsigned int pfns_per_compound = pgmap_vmemmap_nr(pgmap);
1067         unsigned long zone_idx = zone_idx(zone);
1068         unsigned long start = jiffies;
1069         int nid = pgdat->node_id;
1070
1071         if (WARN_ON_ONCE(!pgmap || zone_idx != ZONE_DEVICE))
1072                 return;
1073
1074         /*
1075          * The call to memmap_init should have already taken care
1076          * of the pages reserved for the memmap, so we can just jump to
1077          * the end of that region and start processing the device pages.
1078          */
1079         if (altmap) {
1080                 start_pfn = altmap->base_pfn + vmem_altmap_offset(altmap);
1081                 nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1082         }
1083
1084         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pfns_per_compound) {
1085                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1086
1087                 __init_zone_device_page(page, pfn, zone_idx, nid, pgmap);
1088
1089                 if (pfns_per_compound == 1)
1090                         continue;
1091
1092                 memmap_init_compound(page, pfn, zone_idx, nid, pgmap,
1093                                      compound_nr_pages(altmap, pgmap));
1094         }
1095
1096         pr_debug("%s initialised %lu pages in %ums\n", __func__,
1097                 nr_pages, jiffies_to_msecs(jiffies - start));
1098 }
1099 #endif
1100
1101 /*
1102  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
1103  * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
1104  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
1105  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
1106  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
1107  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
1108  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
1109  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
1110  */
1111 static void __init adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
1112                                         unsigned long zone_type,
1113                                         unsigned long node_end_pfn,
1114                                         unsigned long *zone_start_pfn,
1115                                         unsigned long *zone_end_pfn)
1116 {
1117         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
1118         if (zone_movable_pfn[nid]) {
1119                 /* Size ZONE_MOVABLE */
1120                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
1121                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
1122                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
1123                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
1124
1125                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
1126                 } else if (!mirrored_kernelcore &&
1127                         *zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
1128                         *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
1129                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
1130
1131                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
1132                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
1133                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
1134         }
1135 }
1136
1137 /*
1138  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
1139  * then all holes in the requested range will be accounted for.
1140  */
1141 unsigned long __init __absent_pages_in_range(int nid,
1142                                 unsigned long range_start_pfn,
1143                                 unsigned long range_end_pfn)
1144 {
1145         unsigned long nr_absent = range_end_pfn - range_start_pfn;
1146         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1147         int i;
1148
1149         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
1150                 start_pfn = clamp(start_pfn, range_start_pfn, range_end_pfn);
1151                 end_pfn = clamp(end_pfn, range_start_pfn, range_end_pfn);
1152                 nr_absent -= end_pfn - start_pfn;
1153         }
1154         return nr_absent;
1155 }
1156
1157 /**
1158  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
1159  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
1160  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
1161  *
1162  * Return: the number of pages frames in memory holes within a range.
1163  */
1164 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1165                                                         unsigned long end_pfn)
1166 {
1167         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
1168 }
1169
1170 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
1171 static unsigned long __init zone_absent_pages_in_node(int nid,
1172                                         unsigned long zone_type,
1173                                         unsigned long zone_start_pfn,
1174                                         unsigned long zone_end_pfn)
1175 {
1176         unsigned long nr_absent;
1177
1178         /* zone is empty, we don't have any absent pages */
1179         if (zone_start_pfn == zone_end_pfn)
1180                 return 0;
1181
1182         nr_absent = __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
1183
1184         /*
1185          * ZONE_MOVABLE handling.
1186          * Treat pages to be ZONE_MOVABLE in ZONE_NORMAL as absent pages
1187          * and vice versa.
1188          */
1189         if (mirrored_kernelcore && zone_movable_pfn[nid]) {
1190                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
1191                 struct memblock_region *r;
1192
1193                 for_each_mem_region(r) {
1194                         start_pfn = clamp(memblock_region_memory_base_pfn(r),
1195                                           zone_start_pfn, zone_end_pfn);
1196                         end_pfn = clamp(memblock_region_memory_end_pfn(r),
1197                                         zone_start_pfn, zone_end_pfn);
1198
1199                         if (zone_type == ZONE_MOVABLE &&
1200                             memblock_is_mirror(r))
1201                                 nr_absent += end_pfn - start_pfn;
1202
1203                         if (zone_type == ZONE_NORMAL &&
1204                             !memblock_is_mirror(r))
1205                                 nr_absent += end_pfn - start_pfn;
1206                 }
1207         }
1208
1209         return nr_absent;
1210 }
1211
1212 /*
1213  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
1214  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
1215  */
1216 static unsigned long __init zone_spanned_pages_in_node(int nid,
1217                                         unsigned long zone_type,
1218                                         unsigned long node_start_pfn,
1219                                         unsigned long node_end_pfn,
1220                                         unsigned long *zone_start_pfn,
1221                                         unsigned long *zone_end_pfn)
1222 {
1223         unsigned long zone_low = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
1224         unsigned long zone_high = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
1225
1226         /* Get the start and end of the zone */
1227         *zone_start_pfn = clamp(node_start_pfn, zone_low, zone_high);
1228         *zone_end_pfn = clamp(node_end_pfn, zone_low, zone_high);
1229         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type, node_end_pfn,
1230                                            zone_start_pfn, zone_end_pfn);
1231
1232         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
1233         if (*zone_end_pfn < node_start_pfn || *zone_start_pfn > node_end_pfn)
1234                 return 0;
1235
1236         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
1237         *zone_end_pfn = min(*zone_end_pfn, node_end_pfn);
1238         *zone_start_pfn = max(*zone_start_pfn, node_start_pfn);
1239
1240         /* Return the spanned pages */
1241         return *zone_end_pfn - *zone_start_pfn;
1242 }
1243
1244 static void __init reset_memoryless_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat)
1245 {
1246         struct zone *z;
1247
1248         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++) {
1249                 z->zone_start_pfn = 0;
1250                 z->spanned_pages = 0;
1251                 z->present_pages = 0;
1252 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1253                 z->present_early_pages = 0;
1254 #endif
1255         }
1256
1257         pgdat->node_spanned_pages = 0;
1258         pgdat->node_present_pages = 0;
1259         pr_debug("On node %d totalpages: 0\n", pgdat->node_id);
1260 }
1261
1262 static void __init calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1263                                                 unsigned long node_start_pfn,
1264                                                 unsigned long node_end_pfn)
1265 {
1266         unsigned long realtotalpages = 0, totalpages = 0;
1267         enum zone_type i;
1268
1269         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1270                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
1271                 unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
1272                 unsigned long spanned, absent;
1273                 unsigned long real_size;
1274
1275                 spanned = zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
1276                                                      node_start_pfn,
1277                                                      node_end_pfn,
1278                                                      &zone_start_pfn,
1279                                                      &zone_end_pfn);
1280                 absent = zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
1281                                                    zone_start_pfn,
1282                                                    zone_end_pfn);
1283
1284                 real_size = spanned - absent;
1285
1286                 if (spanned)
1287                         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
1288                 else
1289                         zone->zone_start_pfn = 0;
1290                 zone->spanned_pages = spanned;
1291                 zone->present_pages = real_size;
1292 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1293                 zone->present_early_pages = real_size;
1294 #endif
1295
1296                 totalpages += spanned;
1297                 realtotalpages += real_size;
1298         }
1299
1300         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1301         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1302         pr_debug("On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1303 }
1304
1305 static unsigned long __init calc_memmap_size(unsigned long spanned_pages,
1306                                                 unsigned long present_pages)
1307 {
1308         unsigned long pages = spanned_pages;
1309
1310         /*
1311          * Provide a more accurate estimation if there are holes within
1312          * the zone and SPARSEMEM is in use. If there are holes within the
1313          * zone, each populated memory region may cost us one or two extra
1314          * memmap pages due to alignment because memmap pages for each
1315          * populated regions may not be naturally aligned on page boundary.
1316          * So the (present_pages >> 4) heuristic is a tradeoff for that.
1317          */
1318         if (spanned_pages > present_pages + (present_pages >> 4) &&
1319             IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM))
1320                 pages = present_pages;
1321
1322         return PAGE_ALIGN(pages * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
1323 }
1324
1325 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1326 static void pgdat_init_split_queue(struct pglist_data *pgdat)
1327 {
1328         struct deferred_split *ds_queue = &pgdat->deferred_split_queue;
1329
1330         spin_lock_init(&ds_queue->split_queue_lock);
1331         INIT_LIST_HEAD(&ds_queue->split_queue);
1332         ds_queue->split_queue_len = 0;
1333 }
1334 #else
1335 static void pgdat_init_split_queue(struct pglist_data *pgdat) {}
1336 #endif
1337
1338 #ifdef CONFIG_COMPACTION
1339 static void pgdat_init_kcompactd(struct pglist_data *pgdat)
1340 {
1341         init_waitqueue_head(&pgdat->kcompactd_wait);
1342 }
1343 #else
1344 static void pgdat_init_kcompactd(struct pglist_data *pgdat) {}
1345 #endif
1346
1347 static void __meminit pgdat_init_internals(struct pglist_data *pgdat)
1348 {
1349         int i;
1350
1351         pgdat_resize_init(pgdat);
1352         pgdat_kswapd_lock_init(pgdat);
1353
1354         pgdat_init_split_queue(pgdat);
1355         pgdat_init_kcompactd(pgdat);
1356
1357         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
1358         init_waitqueue_head(&pgdat->pfmemalloc_wait);
1359
1360         for (i = 0; i < NR_VMSCAN_THROTTLE; i++)
1361                 init_waitqueue_head(&pgdat->reclaim_wait[i]);
1362
1363         pgdat_page_ext_init(pgdat);
1364         lruvec_init(&pgdat->__lruvec);
1365 }
1366
1367 static void __meminit zone_init_internals(struct zone *zone, enum zone_type idx, int nid,
1368                                                         unsigned long remaining_pages)
1369 {
1370         atomic_long_set(&zone->managed_pages, remaining_pages);
1371         zone_set_nid(zone, nid);
1372         zone->name = zone_names[idx];
1373         zone->zone_pgdat = NODE_DATA(nid);
1374         spin_lock_init(&zone->lock);
1375         zone_seqlock_init(zone);
1376         zone_pcp_init(zone);
1377 }
1378
1379 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
1380 {
1381         unsigned int order, t;
1382         for_each_migratetype_order(order, t) {
1383                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
1384                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1385         }
1386
1387 #ifdef CONFIG_UNACCEPTED_MEMORY
1388         INIT_LIST_HEAD(&zone->unaccepted_pages);
1389 #endif
1390 }
1391
1392 void __meminit init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
1393                                         unsigned long zone_start_pfn,
1394                                         unsigned long size)
1395 {
1396         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1397         int zone_idx = zone_idx(zone) + 1;
1398
1399         if (zone_idx > pgdat->nr_zones)
1400                 pgdat->nr_zones = zone_idx;
1401
1402         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
1403
1404         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
1405                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
1406                         pgdat->node_id,
1407                         (unsigned long)zone_idx(zone),
1408                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
1409
1410         zone_init_free_lists(zone);
1411         zone->initialized = 1;
1412 }
1413
1414 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
1415 /*
1416  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
1417  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
1418  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
1419  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
1420  * bytes.
1421  */
1422 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zone_start_pfn, unsigned long zonesize)
1423 {
1424         unsigned long usemapsize;
1425
1426         zonesize += zone_start_pfn & (pageblock_nr_pages-1);
1427         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
1428         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
1429         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
1430         usemapsize = roundup(usemapsize, BITS_PER_LONG);
1431
1432         return usemapsize / BITS_PER_BYTE;
1433 }
1434
1435 static void __ref setup_usemap(struct zone *zone)
1436 {
1437         unsigned long usemapsize = usemap_size(zone->zone_start_pfn,
1438                                                zone->spanned_pages);
1439         zone->pageblock_flags = NULL;
1440         if (usemapsize) {
1441                 zone->pageblock_flags =
1442                         memblock_alloc_node(usemapsize, SMP_CACHE_BYTES,
1443                                             zone_to_nid(zone));
1444                 if (!zone->pageblock_flags)
1445                         panic("Failed to allocate %ld bytes for zone %s pageblock flags on node %d\n",
1446                               usemapsize, zone->name, zone_to_nid(zone));
1447         }
1448 }
1449 #else
1450 static inline void setup_usemap(struct zone *zone) {}
1451 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
1452
1453 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
1454
1455 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
1456 void __init set_pageblock_order(void)
1457 {
1458         unsigned int order = MAX_PAGE_ORDER;
1459
1460         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
1461         if (pageblock_order)
1462                 return;
1463
1464         /* Don't let pageblocks exceed the maximum allocation granularity. */
1465         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT && HUGETLB_PAGE_ORDER < order)
1466                 order = HUGETLB_PAGE_ORDER;
1467
1468         /*
1469          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
1470          * This value may be variable depending on boot parameters on powerpc.
1471          */
1472         pageblock_order = order;
1473 }
1474 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
1475
1476 /*
1477  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
1478  * is unused as pageblock_order is set at compile-time. See
1479  * include/linux/pageblock-flags.h for the values of pageblock_order based on
1480  * the kernel config
1481  */
1482 void __init set_pageblock_order(void)
1483 {
1484 }
1485
1486 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
1487
1488 /*
1489  * Set up the zone data structures
1490  * - init pgdat internals
1491  * - init all zones belonging to this node
1492  *
1493  * NOTE: this function is only called during memory hotplug
1494  */
1495 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1496 void __ref free_area_init_core_hotplug(struct pglist_data *pgdat)
1497 {
1498         int nid = pgdat->node_id;
1499         enum zone_type z;
1500         int cpu;
1501
1502         pgdat_init_internals(pgdat);
1503
1504         if (pgdat->per_cpu_nodestats == &boot_nodestats)
1505                 pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
1506
1507         /*
1508          * Reset the nr_zones, order and highest_zoneidx before reuse.
1509          * Note that kswapd will init kswapd_highest_zoneidx properly
1510          * when it starts in the near future.
1511          */
1512         pgdat->nr_zones = 0;
1513         pgdat->kswapd_order = 0;
1514         pgdat->kswapd_highest_zoneidx = 0;
1515         pgdat->node_start_pfn = 0;
1516         pgdat->node_present_pages = 0;
1517
1518         for_each_online_cpu(cpu) {
1519                 struct per_cpu_nodestat *p;
1520
1521                 p = per_cpu_ptr(pgdat->per_cpu_nodestats, cpu);
1522                 memset(p, 0, sizeof(*p));
1523         }
1524
1525         /*
1526          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
1527          * clear all zones' present_pages and managed_pages because they will
1528          * be updated in online_pages() and offline_pages().
1529          */
1530         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
1531                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + z;
1532
1533                 zone->present_pages = 0;
1534                 zone_init_internals(zone, z, nid, 0);
1535         }
1536 }
1537 #endif
1538
1539 /*
1540  * Set up the zone data structures:
1541  *   - mark all pages reserved
1542  *   - mark all memory queues empty
1543  *   - clear the memory bitmaps
1544  *
1545  * NOTE: pgdat should get zeroed by caller.
1546  * NOTE: this function is only called during early init.
1547  */
1548 static void __init free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat)
1549 {
1550         enum zone_type j;
1551         int nid = pgdat->node_id;
1552
1553         pgdat_init_internals(pgdat);
1554         pgdat->per_cpu_nodestats = &boot_nodestats;
1555
1556         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
1557                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
1558                 unsigned long size, freesize, memmap_pages;
1559
1560                 size = zone->spanned_pages;
1561                 freesize = zone->present_pages;
1562
1563                 /*
1564                  * Adjust freesize so that it accounts for how much memory
1565                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
1566                  * and per-cpu initialisations
1567                  */
1568                 memmap_pages = calc_memmap_size(size, freesize);
1569                 if (!is_highmem_idx(j)) {
1570                         if (freesize >= memmap_pages) {
1571                                 freesize -= memmap_pages;
1572                                 if (memmap_pages)
1573                                         pr_debug("  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
1574                                                  zone_names[j], memmap_pages);
1575                         } else
1576                                 pr_warn("  %s zone: %lu memmap pages exceeds freesize %lu\n",
1577                                         zone_names[j], memmap_pages, freesize);
1578                 }
1579
1580                 /* Account for reserved pages */
1581                 if (j == 0 && freesize > dma_reserve) {
1582                         freesize -= dma_reserve;
1583                         pr_debug("  %s zone: %lu pages reserved\n", zone_names[0], dma_reserve);
1584                 }
1585
1586                 if (!is_highmem_idx(j))
1587                         nr_kernel_pages += freesize;
1588                 /* Charge for highmem memmap if there are enough kernel pages */
1589                 else if (nr_kernel_pages > memmap_pages * 2)
1590                         nr_kernel_pages -= memmap_pages;
1591                 nr_all_pages += freesize;
1592
1593                 /*
1594                  * Set an approximate value for lowmem here, it will be adjusted
1595                  * when the bootmem allocator frees pages into the buddy system.
1596                  * And all highmem pages will be managed by the buddy system.
1597                  */
1598                 zone_init_internals(zone, j, nid, freesize);
1599
1600                 if (!size)
1601                         continue;
1602
1603                 setup_usemap(zone);
1604                 init_currently_empty_zone(zone, zone->zone_start_pfn, size);
1605         }
1606 }
1607
1608 void __init *memmap_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1609                           phys_addr_t min_addr, int nid, bool exact_nid)
1610 {
1611         void *ptr;
1612
1613         if (exact_nid)
1614                 ptr = memblock_alloc_exact_nid_raw(size, align, min_addr,
1615                                                    MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE,
1616                                                    nid);
1617         else
1618                 ptr = memblock_alloc_try_nid_raw(size, align, min_addr,
1619                                                  MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE,
1620                                                  nid);
1621
1622         if (ptr && size > 0)
1623                 page_init_poison(ptr, size);
1624
1625         return ptr;
1626 }
1627
1628 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1629 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
1630 {
1631         unsigned long start, offset, size, end;
1632         struct page *map;
1633
1634         /* Skip empty nodes */
1635         if (!pgdat->node_spanned_pages)
1636                 return;
1637
1638         start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
1639         offset = pgdat->node_start_pfn - start;
1640         /*
1641                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_PAGE_ORDER
1642          * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
1643          * for the buddy allocator to function correctly.
1644          */
1645         end = ALIGN(pgdat_end_pfn(pgdat), MAX_ORDER_NR_PAGES);
1646         size =  (end - start) * sizeof(struct page);
1647         map = memmap_alloc(size, SMP_CACHE_BYTES, MEMBLOCK_LOW_LIMIT,
1648                            pgdat->node_id, false);
1649         if (!map)
1650                 panic("Failed to allocate %ld bytes for node %d memory map\n",
1651                       size, pgdat->node_id);
1652         pgdat->node_mem_map = map + offset;
1653         pr_debug("%s: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
1654                  __func__, pgdat->node_id, (unsigned long)pgdat,
1655                  (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
1656 #ifndef CONFIG_NUMA
1657         /* the global mem_map is just set as node 0's */
1658         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
1659                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
1660                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
1661                         mem_map -= offset;
1662         }
1663 #endif
1664 }
1665 #else
1666 static inline void alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat) { }
1667 #endif /* CONFIG_FLATMEM */
1668
1669 /**
1670  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
1671  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
1672  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
1673  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
1674  *
1675  * It returns the start and end page frame of a node based on information
1676  * provided by memblock_set_node(). If called for a node
1677  * with no available memory, the start and end PFNs will be 0.
1678  */
1679 void __init get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1680                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1681 {
1682         unsigned long this_start_pfn, this_end_pfn;
1683         int i;
1684
1685         *start_pfn = -1UL;
1686         *end_pfn = 0;
1687
1688         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &this_start_pfn, &this_end_pfn, NULL) {
1689                 *start_pfn = min(*start_pfn, this_start_pfn);
1690                 *end_pfn = max(*end_pfn, this_end_pfn);
1691         }
1692
1693         if (*start_pfn == -1UL)
1694                 *start_pfn = 0;
1695 }
1696
1697 static void __init free_area_init_node(int nid)
1698 {
1699         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1700         unsigned long start_pfn = 0;
1701         unsigned long end_pfn = 0;
1702
1703         /* pg_data_t should be reset to zero when it's allocated */
1704         WARN_ON(pgdat->nr_zones || pgdat->kswapd_highest_zoneidx);
1705
1706         get_pfn_range_for_nid(nid, &start_pfn, &end_pfn);
1707
1708         pgdat->node_id = nid;
1709         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
1710         pgdat->per_cpu_nodestats = NULL;
1711
1712         if (start_pfn != end_pfn) {
1713                 pr_info("Initmem setup node %d [mem %#018Lx-%#018Lx]\n", nid,
1714                         (u64)start_pfn << PAGE_SHIFT,
1715                         end_pfn ? ((u64)end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1 : 0);
1716
1717                 calculate_node_totalpages(pgdat, start_pfn, end_pfn);
1718         } else {
1719                 pr_info("Initmem setup node %d as memoryless\n", nid);
1720
1721                 reset_memoryless_node_totalpages(pgdat);
1722         }
1723
1724         alloc_node_mem_map(pgdat);
1725         pgdat_set_deferred_range(pgdat);
1726
1727         free_area_init_core(pgdat);
1728         lru_gen_init_pgdat(pgdat);
1729 }
1730
1731 /* Any regular or high memory on that node ? */
1732 static void __init check_for_memory(pg_data_t *pgdat)
1733 {
1734         enum zone_type zone_type;
1735
1736         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_MOVABLE - 1; zone_type++) {
1737                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
1738                 if (populated_zone(zone)) {
1739                         if (IS_ENABLED(CONFIG_HIGHMEM))
1740                                 node_set_state(pgdat->node_id, N_HIGH_MEMORY);
1741                         if (zone_type <= ZONE_NORMAL)
1742                                 node_set_state(pgdat->node_id, N_NORMAL_MEMORY);
1743                         break;
1744                 }
1745         }
1746 }
1747
1748 #if MAX_NUMNODES > 1
1749 /*
1750  * Figure out the number of possible node ids.
1751  */
1752 void __init setup_nr_node_ids(void)
1753 {
1754         unsigned int highest;
1755
1756         highest = find_last_bit(node_possible_map.bits, MAX_NUMNODES);
1757         nr_node_ids = highest + 1;
1758 }
1759 #endif
1760
1761 /*
1762  * Some architectures, e.g. ARC may have ZONE_HIGHMEM below ZONE_NORMAL. For
1763  * such cases we allow max_zone_pfn sorted in the descending order
1764  */
1765 static bool arch_has_descending_max_zone_pfns(void)
1766 {
1767         return IS_ENABLED(CONFIG_ARC) && !IS_ENABLED(CONFIG_ARC_HAS_PAE40);
1768 }
1769
1770 /**
1771  * free_area_init - Initialise all pg_data_t and zone data
1772  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
1773  *
1774  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
1775  * Using the page ranges provided by memblock_set_node(), the size of each
1776  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
1777  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
1778  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
1779  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
1780  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
1781  * at arch_max_dma_pfn.
1782  */
1783 void __init free_area_init(unsigned long *max_zone_pfn)
1784 {
1785         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1786         int i, nid, zone;
1787         bool descending;
1788
1789         /* Record where the zone boundaries are */
1790         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
1791                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
1792         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
1793                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
1794
1795         start_pfn = PHYS_PFN(memblock_start_of_DRAM());
1796         descending = arch_has_descending_max_zone_pfns();
1797
1798         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1799                 if (descending)
1800                         zone = MAX_NR_ZONES - i - 1;
1801                 else
1802                         zone = i;
1803
1804                 if (zone == ZONE_MOVABLE)
1805                         continue;
1806
1807                 end_pfn = max(max_zone_pfn[zone], start_pfn);
1808                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone] = start_pfn;
1809                 arch_zone_highest_possible_pfn[zone] = end_pfn;
1810
1811                 start_pfn = end_pfn;
1812         }
1813
1814         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
1815         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
1816         find_zone_movable_pfns_for_nodes();
1817
1818         /* Print out the zone ranges */
1819         pr_info("Zone ranges:\n");
1820         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1821                 if (i == ZONE_MOVABLE)
1822                         continue;
1823                 pr_info("  %-8s ", zone_names[i]);
1824                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
1825                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
1826                         pr_cont("empty\n");
1827                 else
1828                         pr_cont("[mem %#018Lx-%#018Lx]\n",
1829                                 (u64)arch_zone_lowest_possible_pfn[i]
1830                                         << PAGE_SHIFT,
1831                                 ((u64)arch_zone_highest_possible_pfn[i]
1832                                         << PAGE_SHIFT) - 1);
1833         }
1834
1835         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
1836         pr_info("Movable zone start for each node\n");
1837         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
1838                 if (zone_movable_pfn[i])
1839                         pr_info("  Node %d: %#018Lx\n", i,
1840                                (u64)zone_movable_pfn[i] << PAGE_SHIFT);
1841         }
1842
1843         /*
1844          * Print out the early node map, and initialize the
1845          * subsection-map relative to active online memory ranges to
1846          * enable future "sub-section" extensions of the memory map.
1847          */
1848         pr_info("Early memory node ranges\n");
1849         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid) {
1850                 pr_info("  node %3d: [mem %#018Lx-%#018Lx]\n", nid,
1851                         (u64)start_pfn << PAGE_SHIFT,
1852                         ((u64)end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1853                 subsection_map_init(start_pfn, end_pfn - start_pfn);
1854         }
1855
1856         /* Initialise every node */
1857         mminit_verify_pageflags_layout();
1858         setup_nr_node_ids();
1859         set_pageblock_order();
1860
1861         for_each_node(nid) {
1862                 pg_data_t *pgdat;
1863
1864                 if (!node_online(nid)) {
1865                         /* Allocator not initialized yet */
1866                         pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
1867                         if (!pgdat)
1868                                 panic("Cannot allocate %zuB for node %d.\n",
1869                                        sizeof(*pgdat), nid);
1870                         arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
1871                         free_area_init_node(nid);
1872
1873                         /*
1874                          * We do not want to confuse userspace by sysfs
1875                          * files/directories for node without any memory
1876                          * attached to it, so this node is not marked as
1877                          * N_MEMORY and not marked online so that no sysfs
1878                          * hierarchy will be created via register_one_node for
1879                          * it. The pgdat will get fully initialized by
1880                          * hotadd_init_pgdat() when memory is hotplugged into
1881                          * this node.
1882                          */
1883                         continue;
1884                 }
1885
1886                 pgdat = NODE_DATA(nid);
1887                 free_area_init_node(nid);
1888
1889                 /* Any memory on that node */
1890                 if (pgdat->node_present_pages)
1891                         node_set_state(nid, N_MEMORY);
1892                 check_for_memory(pgdat);
1893         }
1894
1895         memmap_init();
1896
1897         /* disable hash distribution for systems with a single node */
1898         fixup_hashdist();
1899 }
1900
1901 /**
1902  * node_map_pfn_alignment - determine the maximum internode alignment
1903  *
1904  * This function should be called after node map is populated and sorted.
1905  * It calculates the maximum power of two alignment which can distinguish
1906  * all the nodes.
1907  *
1908  * For example, if all nodes are 1GiB and aligned to 1GiB, the return value
1909  * would indicate 1GiB alignment with (1 << (30 - PAGE_SHIFT)).  If the
1910  * nodes are shifted by 256MiB, 256MiB.  Note that if only the last node is
1911  * shifted, 1GiB is enough and this function will indicate so.
1912  *
1913  * This is used to test whether pfn -> nid mapping of the chosen memory
1914  * model has fine enough granularity to avoid incorrect mapping for the
1915  * populated node map.
1916  *
1917  * Return: the determined alignment in pfn's.  0 if there is no alignment
1918  * requirement (single node).
1919  */
1920 unsigned long __init node_map_pfn_alignment(void)
1921 {
1922         unsigned long accl_mask = 0, last_end = 0;
1923         unsigned long start, end, mask;
1924         int last_nid = NUMA_NO_NODE;
1925         int i, nid;
1926
1927         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start, &end, &nid) {
1928                 if (!start || last_nid < 0 || last_nid == nid) {
1929                         last_nid = nid;
1930                         last_end = end;
1931                         continue;
1932                 }
1933
1934                 /*
1935                  * Start with a mask granular enough to pin-point to the
1936                  * start pfn and tick off bits one-by-one until it becomes
1937                  * too coarse to separate the current node from the last.
1938                  */
1939                 mask = ~((1 << __ffs(start)) - 1);
1940                 while (mask && last_end <= (start & (mask << 1)))
1941                         mask <<= 1;
1942
1943                 /* accumulate all internode masks */
1944                 accl_mask |= mask;
1945         }
1946
1947         /* convert mask to number of pages */
1948         return ~accl_mask + 1;
1949 }
1950
1951 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
1952 static void __init deferred_free_range(unsigned long pfn,
1953                                        unsigned long nr_pages)
1954 {
1955         struct page *page;
1956         unsigned long i;
1957
1958         if (!nr_pages)
1959                 return;
1960
1961         page = pfn_to_page(pfn);
1962
1963         /* Free a large naturally-aligned chunk if possible */
1964         if (nr_pages == MAX_ORDER_NR_PAGES && IS_MAX_ORDER_ALIGNED(pfn)) {
1965                 for (i = 0; i < nr_pages; i += pageblock_nr_pages)
1966                         set_pageblock_migratetype(page + i, MIGRATE_MOVABLE);
1967                 __free_pages_core(page, MAX_PAGE_ORDER);
1968                 return;
1969         }
1970
1971         /* Accept chunks smaller than MAX_PAGE_ORDER upfront */
1972         accept_memory(PFN_PHYS(pfn), PFN_PHYS(pfn + nr_pages));
1973
1974         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++, pfn++) {
1975                 if (pageblock_aligned(pfn))
1976                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
1977                 __free_pages_core(page, 0);
1978         }
1979 }
1980
1981 /* Completion tracking for deferred_init_memmap() threads */
1982 static atomic_t pgdat_init_n_undone __initdata;
1983 static __initdata DECLARE_COMPLETION(pgdat_init_all_done_comp);
1984
1985 static inline void __init pgdat_init_report_one_done(void)
1986 {
1987         if (atomic_dec_and_test(&pgdat_init_n_undone))
1988                 complete(&pgdat_init_all_done_comp);
1989 }
1990
1991 /*
1992  * Returns true if page needs to be initialized or freed to buddy allocator.
1993  *
1994  * We check if a current MAX_PAGE_ORDER block is valid by only checking the
1995  * validity of the head pfn.
1996  */
1997 static inline bool __init deferred_pfn_valid(unsigned long pfn)
1998 {
1999         if (IS_MAX_ORDER_ALIGNED(pfn) && !pfn_valid(pfn))
2000                 return false;
2001         return true;
2002 }
2003
2004 /*
2005  * Free pages to buddy allocator. Try to free aligned pages in
2006  * MAX_ORDER_NR_PAGES sizes.
2007  */
2008 static void __init deferred_free_pages(unsigned long pfn,
2009                                        unsigned long end_pfn)
2010 {
2011         unsigned long nr_free = 0;
2012
2013         for (; pfn < end_pfn; pfn++) {
2014                 if (!deferred_pfn_valid(pfn)) {
2015                         deferred_free_range(pfn - nr_free, nr_free);
2016                         nr_free = 0;
2017                 } else if (IS_MAX_ORDER_ALIGNED(pfn)) {
2018                         deferred_free_range(pfn - nr_free, nr_free);
2019                         nr_free = 1;
2020                 } else {
2021                         nr_free++;
2022                 }
2023         }
2024         /* Free the last block of pages to allocator */
2025         deferred_free_range(pfn - nr_free, nr_free);
2026 }
2027
2028 /*
2029  * Initialize struct pages.  We minimize pfn page lookups and scheduler checks
2030  * by performing it only once every MAX_ORDER_NR_PAGES.
2031  * Return number of pages initialized.
2032  */
2033 static unsigned long  __init deferred_init_pages(struct zone *zone,
2034                                                  unsigned long pfn,
2035                                                  unsigned long end_pfn)
2036 {
2037         int nid = zone_to_nid(zone);
2038         unsigned long nr_pages = 0;
2039         int zid = zone_idx(zone);
2040         struct page *page = NULL;
2041
2042         for (; pfn < end_pfn; pfn++) {
2043                 if (!deferred_pfn_valid(pfn)) {
2044                         page = NULL;
2045                         continue;
2046                 } else if (!page || IS_MAX_ORDER_ALIGNED(pfn)) {
2047                         page = pfn_to_page(pfn);
2048                 } else {
2049                         page++;
2050                 }
2051                 __init_single_page(page, pfn, zid, nid);
2052                 nr_pages++;
2053         }
2054         return (nr_pages);
2055 }
2056
2057 /*
2058  * This function is meant to pre-load the iterator for the zone init.
2059  * Specifically it walks through the ranges until we are caught up to the
2060  * first_init_pfn value and exits there. If we never encounter the value we
2061  * return false indicating there are no valid ranges left.
2062  */
2063 static bool __init
2064 deferred_init_mem_pfn_range_in_zone(u64 *i, struct zone *zone,
2065                                     unsigned long *spfn, unsigned long *epfn,
2066                                     unsigned long first_init_pfn)
2067 {
2068         u64 j;
2069
2070         /*
2071          * Start out by walking through the ranges in this zone that have
2072          * already been initialized. We don't need to do anything with them
2073          * so we just need to flush them out of the system.
2074          */
2075         for_each_free_mem_pfn_range_in_zone(j, zone, spfn, epfn) {
2076                 if (*epfn <= first_init_pfn)
2077                         continue;
2078                 if (*spfn < first_init_pfn)
2079                         *spfn = first_init_pfn;
2080                 *i = j;
2081                 return true;
2082         }
2083
2084         return false;
2085 }
2086
2087 /*
2088  * Initialize and free pages. We do it in two loops: first we initialize
2089  * struct page, then free to buddy allocator, because while we are
2090  * freeing pages we can access pages that are ahead (computing buddy
2091  * page in __free_one_page()).
2092  *
2093  * In order to try and keep some memory in the cache we have the loop
2094  * broken along max page order boundaries. This way we will not cause
2095  * any issues with the buddy page computation.
2096  */
2097 static unsigned long __init
2098 deferred_init_maxorder(u64 *i, struct zone *zone, unsigned long *start_pfn,
2099                        unsigned long *end_pfn)
2100 {
2101         unsigned long mo_pfn = ALIGN(*start_pfn + 1, MAX_ORDER_NR_PAGES);
2102         unsigned long spfn = *start_pfn, epfn = *end_pfn;
2103         unsigned long nr_pages = 0;
2104         u64 j = *i;
2105
2106         /* First we loop through and initialize the page values */
2107         for_each_free_mem_pfn_range_in_zone_from(j, zone, start_pfn, end_pfn) {
2108                 unsigned long t;
2109
2110                 if (mo_pfn <= *start_pfn)
2111                         break;
2112
2113                 t = min(mo_pfn, *end_pfn);
2114                 nr_pages += deferred_init_pages(zone, *start_pfn, t);
2115
2116                 if (mo_pfn < *end_pfn) {
2117                         *start_pfn = mo_pfn;
2118                         break;
2119                 }
2120         }
2121
2122         /* Reset values and now loop through freeing pages as needed */
2123         swap(j, *i);
2124
2125         for_each_free_mem_pfn_range_in_zone_from(j, zone, &spfn, &epfn) {
2126                 unsigned long t;
2127
2128                 if (mo_pfn <= spfn)
2129                         break;
2130
2131                 t = min(mo_pfn, epfn);
2132                 deferred_free_pages(spfn, t);
2133
2134                 if (mo_pfn <= epfn)
2135                         break;
2136         }
2137
2138         return nr_pages;
2139 }
2140
2141 static void __init
2142 deferred_init_memmap_chunk(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
2143                            void *arg)
2144 {
2145         unsigned long spfn, epfn;
2146         struct zone *zone = arg;
2147         u64 i;
2148
2149         deferred_init_mem_pfn_range_in_zone(&i, zone, &spfn, &epfn, start_pfn);
2150
2151         /*
2152          * Initialize and free pages in MAX_PAGE_ORDER sized increments so that
2153          * we can avoid introducing any issues with the buddy allocator.
2154          */
2155         while (spfn < end_pfn) {
2156                 deferred_init_maxorder(&i, zone, &spfn, &epfn);
2157                 cond_resched();
2158         }
2159 }
2160
2161 /* An arch may override for more concurrency. */
2162 __weak int __init
2163 deferred_page_init_max_threads(const struct cpumask *node_cpumask)
2164 {
2165         return 1;
2166 }
2167
2168 /* Initialise remaining memory on a node */
2169 static int __init deferred_init_memmap(void *data)
2170 {
2171         pg_data_t *pgdat = data;
2172         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
2173         unsigned long spfn = 0, epfn = 0;
2174         unsigned long first_init_pfn, flags;
2175         unsigned long start = jiffies;
2176         struct zone *zone;
2177         int zid, max_threads;
2178         u64 i;
2179
2180         /* Bind memory initialisation thread to a local node if possible */
2181         if (!cpumask_empty(cpumask))
2182                 set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask);
2183
2184         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
2185         first_init_pfn = pgdat->first_deferred_pfn;
2186         if (first_init_pfn == ULONG_MAX) {
2187                 pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
2188                 pgdat_init_report_one_done();
2189                 return 0;
2190         }
2191
2192         /* Sanity check boundaries */
2193         BUG_ON(pgdat->first_deferred_pfn < pgdat->node_start_pfn);
2194         BUG_ON(pgdat->first_deferred_pfn > pgdat_end_pfn(pgdat));
2195         pgdat->first_deferred_pfn = ULONG_MAX;
2196
2197         /*
2198          * Once we unlock here, the zone cannot be grown anymore, thus if an
2199          * interrupt thread must allocate this early in boot, zone must be
2200          * pre-grown prior to start of deferred page initialization.
2201          */
2202         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
2203
2204         /* Only the highest zone is deferred so find it */
2205         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
2206                 zone = pgdat->node_zones + zid;
2207                 if (first_init_pfn < zone_end_pfn(zone))
2208                         break;
2209         }
2210
2211         /* If the zone is empty somebody else may have cleared out the zone */
2212         if (!deferred_init_mem_pfn_range_in_zone(&i, zone, &spfn, &epfn,
2213                                                  first_init_pfn))
2214                 goto zone_empty;
2215
2216         max_threads = deferred_page_init_max_threads(cpumask);
2217
2218         while (spfn < epfn) {
2219                 unsigned long epfn_align = ALIGN(epfn, PAGES_PER_SECTION);
2220                 struct padata_mt_job job = {
2221                         .thread_fn   = deferred_init_memmap_chunk,
2222                         .fn_arg      = zone,
2223                         .start       = spfn,
2224                         .size        = epfn_align - spfn,
2225                         .align       = PAGES_PER_SECTION,
2226                         .min_chunk   = PAGES_PER_SECTION,
2227                         .max_threads = max_threads,
2228                 };
2229
2230                 padata_do_multithreaded(&job);
2231                 deferred_init_mem_pfn_range_in_zone(&i, zone, &spfn, &epfn,
2232                                                     epfn_align);
2233         }
2234 zone_empty:
2235         /* Sanity check that the next zone really is unpopulated */
2236         WARN_ON(++zid < MAX_NR_ZONES && populated_zone(++zone));
2237
2238         pr_info("node %d deferred pages initialised in %ums\n",
2239                 pgdat->node_id, jiffies_to_msecs(jiffies - start));
2240
2241         pgdat_init_report_one_done();
2242         return 0;
2243 }
2244
2245 /*
2246  * If this zone has deferred pages, try to grow it by initializing enough
2247  * deferred pages to satisfy the allocation specified by order, rounded up to
2248  * the nearest PAGES_PER_SECTION boundary.  So we're adding memory in increments
2249  * of SECTION_SIZE bytes by initializing struct pages in increments of
2250  * PAGES_PER_SECTION * sizeof(struct page) bytes.
2251  *
2252  * Return true when zone was grown, otherwise return false. We return true even
2253  * when we grow less than requested, to let the caller decide if there are
2254  * enough pages to satisfy the allocation.
2255  *
2256  * Note: We use noinline because this function is needed only during boot, and
2257  * it is called from a __ref function _deferred_grow_zone. This way we are
2258  * making sure that it is not inlined into permanent text section.
2259  */
2260 bool __init deferred_grow_zone(struct zone *zone, unsigned int order)
2261 {
2262         unsigned long nr_pages_needed = ALIGN(1 << order, PAGES_PER_SECTION);
2263         pg_data_t *pgdat = zone->zone_pgdat;
2264         unsigned long first_deferred_pfn = pgdat->first_deferred_pfn;
2265         unsigned long spfn, epfn, flags;
2266         unsigned long nr_pages = 0;
2267         u64 i;
2268
2269         /* Only the last zone may have deferred pages */
2270         if (zone_end_pfn(zone) != pgdat_end_pfn(pgdat))
2271                 return false;
2272
2273         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
2274
2275         /*
2276          * If someone grew this zone while we were waiting for spinlock, return
2277          * true, as there might be enough pages already.
2278          */
2279         if (first_deferred_pfn != pgdat->first_deferred_pfn) {
2280                 pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
2281                 return true;
2282         }
2283
2284         /* If the zone is empty somebody else may have cleared out the zone */
2285         if (!deferred_init_mem_pfn_range_in_zone(&i, zone, &spfn, &epfn,
2286                                                  first_deferred_pfn)) {
2287                 pgdat->first_deferred_pfn = ULONG_MAX;
2288                 pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
2289                 /* Retry only once. */
2290                 return first_deferred_pfn != ULONG_MAX;
2291         }
2292
2293         /*
2294          * Initialize and free pages in MAX_PAGE_ORDER sized increments so
2295          * that we can avoid introducing any issues with the buddy
2296          * allocator.
2297          */
2298         while (spfn < epfn) {
2299                 /* update our first deferred PFN for this section */
2300                 first_deferred_pfn = spfn;
2301
2302                 nr_pages += deferred_init_maxorder(&i, zone, &spfn, &epfn);
2303                 touch_nmi_watchdog();
2304
2305                 /* We should only stop along section boundaries */
2306                 if ((first_deferred_pfn ^ spfn) < PAGES_PER_SECTION)
2307                         continue;
2308
2309                 /* If our quota has been met we can stop here */
2310                 if (nr_pages >= nr_pages_needed)
2311                         break;
2312         }
2313
2314         pgdat->first_deferred_pfn = spfn;
2315         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
2316
2317         return nr_pages > 0;
2318 }
2319
2320 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
2321
2322 #ifdef CONFIG_CMA
2323 void __init init_cma_reserved_pageblock(struct page *page)
2324 {
2325         unsigned i = pageblock_nr_pages;
2326         struct page *p = page;
2327
2328         do {
2329                 __ClearPageReserved(p);
2330                 set_page_count(p, 0);
2331         } while (++p, --i);
2332
2333         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_CMA);
2334         set_page_refcounted(page);
2335         __free_pages(page, pageblock_order);
2336
2337         adjust_managed_page_count(page, pageblock_nr_pages);
2338         page_zone(page)->cma_pages += pageblock_nr_pages;
2339 }
2340 #endif
2341
2342 void set_zone_contiguous(struct zone *zone)
2343 {
2344         unsigned long block_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2345         unsigned long block_end_pfn;
2346
2347         block_end_pfn = pageblock_end_pfn(block_start_pfn);
2348         for (; block_start_pfn < zone_end_pfn(zone);
2349                         block_start_pfn = block_end_pfn,
2350                          block_end_pfn += pageblock_nr_pages) {
2351
2352                 block_end_pfn = min(block_end_pfn, zone_end_pfn(zone));
2353
2354                 if (!__pageblock_pfn_to_page(block_start_pfn,
2355                                              block_end_pfn, zone))
2356                         return;
2357                 cond_resched();
2358         }
2359
2360         /* We confirm that there is no hole */
2361         zone->contiguous = true;
2362 }
2363
2364 void __init page_alloc_init_late(void)
2365 {
2366         struct zone *zone;
2367         int nid;
2368
2369 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
2370
2371         /* There will be num_node_state(N_MEMORY) threads */
2372         atomic_set(&pgdat_init_n_undone, num_node_state(N_MEMORY));
2373         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2374                 kthread_run(deferred_init_memmap, NODE_DATA(nid), "pgdatinit%d", nid);
2375         }
2376
2377         /* Block until all are initialised */
2378         wait_for_completion(&pgdat_init_all_done_comp);
2379
2380         /*
2381          * We initialized the rest of the deferred pages.  Permanently disable
2382          * on-demand struct page initialization.
2383          */
2384         static_branch_disable(&deferred_pages);
2385
2386         /* Reinit limits that are based on free pages after the kernel is up */
2387         files_maxfiles_init();
2388 #endif
2389
2390         buffer_init();
2391
2392         /* Discard memblock private memory */
2393         memblock_discard();
2394
2395         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
2396                 shuffle_free_memory(NODE_DATA(nid));
2397
2398         for_each_populated_zone(zone)
2399                 set_zone_contiguous(zone);
2400
2401         /* Initialize page ext after all struct pages are initialized. */
2402         if (deferred_struct_pages)
2403                 page_ext_init();
2404
2405         page_alloc_sysctl_init();
2406 }
2407
2408 #ifndef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2409 /*
2410  * Returns the number of pages that arch has reserved but
2411  * is not known to alloc_large_system_hash().
2412  */
2413 static unsigned long __init arch_reserved_kernel_pages(void)
2414 {
2415         return 0;
2416 }
2417 #endif
2418
2419 /*
2420  * Adaptive scale is meant to reduce sizes of hash tables on large memory
2421  * machines. As memory size is increased the scale is also increased but at
2422  * slower pace.  Starting from ADAPT_SCALE_BASE (64G), every time memory
2423  * quadruples the scale is increased by one, which means the size of hash table
2424  * only doubles, instead of quadrupling as well.
2425  * Because 32-bit systems cannot have large physical memory, where this scaling
2426  * makes sense, it is disabled on such platforms.
2427  */
2428 #if __BITS_PER_LONG > 32
2429 #define ADAPT_SCALE_BASE        (64ul << 30)
2430 #define ADAPT_SCALE_SHIFT       2
2431 #define ADAPT_SCALE_NPAGES      (ADAPT_SCALE_BASE >> PAGE_SHIFT)
2432 #endif
2433
2434 /*
2435  * allocate a large system hash table from bootmem
2436  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2437  *   quantity of entries
2438  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2439  */
2440 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2441                                      unsigned long bucketsize,
2442                                      unsigned long numentries,
2443                                      int scale,
2444                                      int flags,
2445                                      unsigned int *_hash_shift,
2446                                      unsigned int *_hash_mask,
2447                                      unsigned long low_limit,
2448                                      unsigned long high_limit)
2449 {
2450         unsigned long long max = high_limit;
2451         unsigned long log2qty, size;
2452         void *table;
2453         gfp_t gfp_flags;
2454         bool virt;
2455         bool huge;
2456
2457         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2458         if (!numentries) {
2459                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2460                 numentries = nr_kernel_pages;
2461                 numentries -= arch_reserved_kernel_pages();
2462
2463                 /* It isn't necessary when PAGE_SIZE >= 1MB */
2464                 if (PAGE_SIZE < SZ_1M)
2465                         numentries = round_up(numentries, SZ_1M / PAGE_SIZE);
2466
2467 #if __BITS_PER_LONG > 32
2468                 if (!high_limit) {
2469                         unsigned long adapt;
2470
2471                         for (adapt = ADAPT_SCALE_NPAGES; adapt < numentries;
2472                              adapt <<= ADAPT_SCALE_SHIFT)
2473                                 scale++;
2474                 }
2475 #endif
2476
2477                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2478                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2479                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2480                 else
2481                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2482
2483                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
2484                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
2485         }
2486         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
2487
2488         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2489         if (max == 0) {
2490                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2491                 do_div(max, bucketsize);
2492         }
2493         max = min(max, 0x80000000ULL);
2494
2495         if (numentries < low_limit)
2496                 numentries = low_limit;
2497         if (numentries > max)
2498                 numentries = max;
2499
2500         log2qty = ilog2(numentries);
2501
2502         gfp_flags = (flags & HASH_ZERO) ? GFP_ATOMIC | __GFP_ZERO : GFP_ATOMIC;
2503         do {
2504                 virt = false;
2505                 size = bucketsize << log2qty;
2506                 if (flags & HASH_EARLY) {
2507                         if (flags & HASH_ZERO)
2508                                 table = memblock_alloc(size, SMP_CACHE_BYTES);
2509                         else
2510                                 table = memblock_alloc_raw(size,
2511                                                            SMP_CACHE_BYTES);
2512                 } else if (get_order(size) > MAX_PAGE_ORDER || hashdist) {
2513                         table = vmalloc_huge(size, gfp_flags);
2514                         virt = true;
2515                         if (table)
2516                                 huge = is_vm_area_hugepages(table);
2517                 } else {
2518                         /*
2519                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
2520                          * some pages at the end of hash table which
2521                          * alloc_pages_exact() automatically does
2522                          */
2523                         table = alloc_pages_exact(size, gfp_flags);
2524                         kmemleak_alloc(table, size, 1, gfp_flags);
2525                 }
2526         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2527
2528         if (!table)
2529                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2530
2531         pr_info("%s hash table entries: %ld (order: %d, %lu bytes, %s)\n",
2532                 tablename, 1UL << log2qty, ilog2(size) - PAGE_SHIFT, size,
2533                 virt ? (huge ? "vmalloc hugepage" : "vmalloc") : "linear");
2534
2535         if (_hash_shift)
2536                 *_hash_shift = log2qty;
2537         if (_hash_mask)
2538                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2539
2540         return table;
2541 }
2542
2543 /**
2544  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
2545  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
2546  *
2547  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by managed_pages.
2548  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
2549  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
2550  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
2551  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
2552  * smaller per-cpu batchsize.
2553  */
2554 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
2555 {
2556         dma_reserve = new_dma_reserve;
2557 }
2558
2559 void __init memblock_free_pages(struct page *page, unsigned long pfn,
2560                                                         unsigned int order)
2561 {
2562
2563         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT)) {
2564                 int nid = early_pfn_to_nid(pfn);
2565
2566                 if (!early_page_initialised(pfn, nid))
2567                         return;
2568         }
2569
2570         if (!kmsan_memblock_free_pages(page, order)) {
2571                 /* KMSAN will take care of these pages. */
2572                 return;
2573         }
2574         __free_pages_core(page, order);
2575 }
2576
2577 DEFINE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON, init_on_alloc);
2578 EXPORT_SYMBOL(init_on_alloc);
2579
2580 DEFINE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON, init_on_free);
2581 EXPORT_SYMBOL(init_on_free);
2582
2583 static bool _init_on_alloc_enabled_early __read_mostly
2584                                 = IS_ENABLED(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON);
2585 static int __init early_init_on_alloc(char *buf)
2586 {
2587
2588         return kstrtobool(buf, &_init_on_alloc_enabled_early);
2589 }
2590 early_param("init_on_alloc", early_init_on_alloc);
2591
2592 static bool _init_on_free_enabled_early __read_mostly
2593                                 = IS_ENABLED(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON);
2594 static int __init early_init_on_free(char *buf)
2595 {
2596         return kstrtobool(buf, &_init_on_free_enabled_early);
2597 }
2598 early_param("init_on_free", early_init_on_free);
2599
2600 DEFINE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_DEBUG_VM, check_pages_enabled);
2601
2602 /*
2603  * Enable static keys related to various memory debugging and hardening options.
2604  * Some override others, and depend on early params that are evaluated in the
2605  * order of appearance. So we need to first gather the full picture of what was
2606  * enabled, and then make decisions.
2607  */
2608 static void __init mem_debugging_and_hardening_init(void)
2609 {
2610         bool page_poisoning_requested = false;
2611         bool want_check_pages = false;
2612
2613 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2614         /*
2615          * Page poisoning is debug page alloc for some arches. If
2616          * either of those options are enabled, enable poisoning.
2617          */
2618         if (page_poisoning_enabled() ||
2619              (!IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_SUPPORTS_DEBUG_PAGEALLOC) &&
2620               debug_pagealloc_enabled())) {
2621                 static_branch_enable(&_page_poisoning_enabled);
2622                 page_poisoning_requested = true;
2623                 want_check_pages = true;
2624         }
2625 #endif
2626
2627         if ((_init_on_alloc_enabled_early || _init_on_free_enabled_early) &&
2628             page_poisoning_requested) {
2629                 pr_info("mem auto-init: CONFIG_PAGE_POISONING is on, "
2630                         "will take precedence over init_on_alloc and init_on_free\n");
2631                 _init_on_alloc_enabled_early = false;
2632                 _init_on_free_enabled_early = false;
2633         }
2634
2635         if (_init_on_alloc_enabled_early) {
2636                 want_check_pages = true;
2637                 static_branch_enable(&init_on_alloc);
2638         } else {
2639                 static_branch_disable(&init_on_alloc);
2640         }
2641
2642         if (_init_on_free_enabled_early) {
2643                 want_check_pages = true;
2644                 static_branch_enable(&init_on_free);
2645         } else {
2646                 static_branch_disable(&init_on_free);
2647         }
2648
2649         if (IS_ENABLED(CONFIG_KMSAN) &&
2650             (_init_on_alloc_enabled_early || _init_on_free_enabled_early))
2651                 pr_info("mem auto-init: please make sure init_on_alloc and init_on_free are disabled when running KMSAN\n");
2652
2653 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2654         if (debug_pagealloc_enabled()) {
2655                 want_check_pages = true;
2656                 static_branch_enable(&_debug_pagealloc_enabled);
2657
2658                 if (debug_guardpage_minorder())
2659                         static_branch_enable(&_debug_guardpage_enabled);
2660         }
2661 #endif
2662
2663         /*
2664          * Any page debugging or hardening option also enables sanity checking
2665          * of struct pages being allocated or freed. With CONFIG_DEBUG_VM it's
2666          * enabled already.
2667          */
2668         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM) && want_check_pages)
2669                 static_branch_enable(&check_pages_enabled);
2670 }
2671
2672 /* Report memory auto-initialization states for this boot. */
2673 static void __init report_meminit(void)
2674 {
2675         const char *stack;
2676
2677         if (IS_ENABLED(CONFIG_INIT_STACK_ALL_PATTERN))
2678                 stack = "all(pattern)";
2679         else if (IS_ENABLED(CONFIG_INIT_STACK_ALL_ZERO))
2680                 stack = "all(zero)";
2681         else if (IS_ENABLED(CONFIG_GCC_PLUGIN_STRUCTLEAK_BYREF_ALL))
2682                 stack = "byref_all(zero)";
2683         else if (IS_ENABLED(CONFIG_GCC_PLUGIN_STRUCTLEAK_BYREF))
2684                 stack = "byref(zero)";
2685         else if (IS_ENABLED(CONFIG_GCC_PLUGIN_STRUCTLEAK_USER))
2686                 stack = "__user(zero)";
2687         else
2688                 stack = "off";
2689
2690         pr_info("mem auto-init: stack:%s, heap alloc:%s, heap free:%s\n",
2691                 stack, want_init_on_alloc(GFP_KERNEL) ? "on" : "off",
2692                 want_init_on_free() ? "on" : "off");
2693         if (want_init_on_free())
2694                 pr_info("mem auto-init: clearing system memory may take some time...\n");
2695 }
2696
2697 static void __init mem_init_print_info(void)
2698 {
2699         unsigned long physpages, codesize, datasize, rosize, bss_size;
2700         unsigned long init_code_size, init_data_size;
2701
2702         physpages = get_num_physpages();
2703         codesize = _etext - _stext;
2704         datasize = _edata - _sdata;
2705         rosize = __end_rodata - __start_rodata;
2706         bss_size = __bss_stop - __bss_start;
2707         init_data_size = __init_end - __init_begin;
2708         init_code_size = _einittext - _sinittext;
2709
2710         /*
2711          * Detect special cases and adjust section sizes accordingly:
2712          * 1) .init.* may be embedded into .data sections
2713          * 2) .init.text.* may be out of [__init_begin, __init_end],
2714          *    please refer to arch/tile/kernel/vmlinux.lds.S.
2715          * 3) .rodata.* may be embedded into .text or .data sections.
2716          */
2717 #define adj_init_size(start, end, size, pos, adj) \
2718         do { \
2719                 if (&start[0] <= &pos[0] && &pos[0] < &end[0] && size > adj) \
2720                         size -= adj; \
2721         } while (0)
2722
2723         adj_init_size(__init_begin, __init_end, init_data_size,
2724                      _sinittext, init_code_size);
2725         adj_init_size(_stext, _etext, codesize, _sinittext, init_code_size);
2726         adj_init_size(_sdata, _edata, datasize, __init_begin, init_data_size);
2727         adj_init_size(_stext, _etext, codesize, __start_rodata, rosize);
2728         adj_init_size(_sdata, _edata, datasize, __start_rodata, rosize);
2729
2730 #undef  adj_init_size
2731
2732         pr_info("Memory: %luK/%luK available (%luK kernel code, %luK rwdata, %luK rodata, %luK init, %luK bss, %luK reserved, %luK cma-reserved"
2733 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
2734                 ", %luK highmem"
2735 #endif
2736                 ")\n",
2737                 K(nr_free_pages()), K(physpages),
2738                 codesize / SZ_1K, datasize / SZ_1K, rosize / SZ_1K,
2739                 (init_data_size + init_code_size) / SZ_1K, bss_size / SZ_1K,
2740                 K(physpages - totalram_pages() - totalcma_pages),
2741                 K(totalcma_pages)
2742 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
2743                 , K(totalhigh_pages())
2744 #endif
2745                 );
2746 }
2747
2748 /*
2749  * Set up kernel memory allocators
2750  */
2751 void __init mm_core_init(void)
2752 {
2753         /* Initializations relying on SMP setup */
2754         build_all_zonelists(NULL);
2755         page_alloc_init_cpuhp();
2756
2757         /*
2758          * page_ext requires contiguous pages,
2759          * bigger than MAX_PAGE_ORDER unless SPARSEMEM.
2760          */
2761         page_ext_init_flatmem();
2762         mem_debugging_and_hardening_init();
2763         kfence_alloc_pool_and_metadata();
2764         report_meminit();
2765         kmsan_init_shadow();
2766         stack_depot_early_init();
2767         mem_init();
2768         mem_init_print_info();
2769         kmem_cache_init();
2770         /*
2771          * page_owner must be initialized after buddy is ready, and also after
2772          * slab is ready so that stack_depot_init() works properly
2773          */
2774         page_ext_init_flatmem_late();
2775         kmemleak_init();
2776         ptlock_cache_init();
2777         pgtable_cache_init();
2778         debug_objects_mem_init();
2779         vmalloc_init();
2780         /* If no deferred init page_ext now, as vmap is fully initialized */
2781         if (!deferred_struct_pages)
2782                 page_ext_init();
2783         /* Should be run before the first non-init thread is created */
2784         init_espfix_bsp();
2785         /* Should be run after espfix64 is set up. */
2786         pti_init();
2787         kmsan_init_runtime();
2788         mm_cache_init();
2789 }