Apply memory policies to top two highest zones when highest zone is ZONE_MOVABLE
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/topology.h>
32 #include <linux/sysctl.h>
33 #include <linux/cpu.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/memory_hotplug.h>
36 #include <linux/nodemask.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/stop_machine.h>
40 #include <linux/sort.h>
41 #include <linux/pfn.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/fault-inject.h>
44
45 #include <asm/tlbflush.h>
46 #include <asm/div64.h>
47 #include "internal.h"
48
49 /*
50  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
51  * initializer cleaner
52  */
53 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
54 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
55 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
56 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
57 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
58 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
59 long nr_swap_pages;
60 int percpu_pagelist_fraction;
61
62 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
63
64 /*
65  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
66  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
67  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
68  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
69  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
70  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
71  *
72  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
73  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
74  */
75 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
76 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
77          256,
78 #endif
79 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
80          256,
81 #endif
82 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
83          32,
84 #endif
85          32,
86 };
87
88 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
89
90 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
91 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
92          "DMA",
93 #endif
94 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
95          "DMA32",
96 #endif
97          "Normal",
98 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
99          "HighMem",
100 #endif
101          "Movable",
102 };
103
104 int min_free_kbytes = 1024;
105
106 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
107 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
108 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
109
110 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
111   /*
112    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maxmimum number of distinct
113    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
114    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
115    * so the number of times add_active_range() can be called is
116    * related to the number of nodes and the number of holes
117    */
118   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
119     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
120     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
121   #else
122     #if MAX_NUMNODES >= 32
123       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
124       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
125     #else
126       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
127       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
128     #endif
129   #endif
130
131   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
132   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
133   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
134   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
135 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
136   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
137   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
138 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
139   unsigned long __initdata required_kernelcore;
140   unsigned long __initdata required_movablecore;
141   unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
142
143   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
144   int movable_zone;
145   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
146 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
147
148 #if MAX_NUMNODES > 1
149 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
150 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
151 #endif
152
153 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
154 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
155 {
156         int ret = 0;
157         unsigned seq;
158         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
159
160         do {
161                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
162                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
163                         ret = 1;
164                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
165                         ret = 1;
166         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
167
168         return ret;
169 }
170
171 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
172 {
173         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
174                 return 0;
175         if (zone != page_zone(page))
176                 return 0;
177
178         return 1;
179 }
180 /*
181  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
182  */
183 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
184 {
185         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
186                 return 1;
187         if (!page_is_consistent(zone, page))
188                 return 1;
189
190         return 0;
191 }
192 #else
193 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
194 {
195         return 0;
196 }
197 #endif
198
199 static void bad_page(struct page *page)
200 {
201         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
202                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
203                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
204                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
205                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
206                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
207                 page_mapcount(page), page_count(page));
208         dump_stack();
209         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
210                         1 << PG_private |
211                         1 << PG_locked  |
212                         1 << PG_active  |
213                         1 << PG_dirty   |
214                         1 << PG_reclaim |
215                         1 << PG_slab    |
216                         1 << PG_swapcache |
217                         1 << PG_writeback |
218                         1 << PG_buddy );
219         set_page_count(page, 0);
220         reset_page_mapcount(page);
221         page->mapping = NULL;
222         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
223 }
224
225 /*
226  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
227  *
228  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
229  *
230  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
231  *
232  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
233  * the head page (even the head page has this).
234  *
235  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
236  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
237  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
238  */
239
240 static void free_compound_page(struct page *page)
241 {
242         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
243 }
244
245 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
246 {
247         int i;
248         int nr_pages = 1 << order;
249
250         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
251         set_compound_order(page, order);
252         __SetPageHead(page);
253         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
254                 struct page *p = page + i;
255
256                 __SetPageTail(p);
257                 p->first_page = page;
258         }
259 }
260
261 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
262 {
263         int i;
264         int nr_pages = 1 << order;
265
266         if (unlikely(compound_order(page) != order))
267                 bad_page(page);
268
269         if (unlikely(!PageHead(page)))
270                         bad_page(page);
271         __ClearPageHead(page);
272         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
273                 struct page *p = page + i;
274
275                 if (unlikely(!PageTail(p) |
276                                 (p->first_page != page)))
277                         bad_page(page);
278                 __ClearPageTail(p);
279         }
280 }
281
282 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
283 {
284         int i;
285
286         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
287         /*
288          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
289          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
290          */
291         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
292         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
293                 clear_highpage(page + i);
294 }
295
296 /*
297  * function for dealing with page's order in buddy system.
298  * zone->lock is already acquired when we use these.
299  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
300  */
301 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
302 {
303         return page_private(page);
304 }
305
306 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
307 {
308         set_page_private(page, order);
309         __SetPageBuddy(page);
310 }
311
312 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
313 {
314         __ClearPageBuddy(page);
315         set_page_private(page, 0);
316 }
317
318 /*
319  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
320  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
321  *
322  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
323  * the following equation:
324  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
325  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
326  * 1 buddy is #10:
327  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
328  *
329  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
330  * satisfies the following equation:
331  *     P = B & ~(1 << O)
332  *
333  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
334  */
335 static inline struct page *
336 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
337 {
338         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
339
340         return page + (buddy_idx - page_idx);
341 }
342
343 static inline unsigned long
344 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
345 {
346         return (page_idx & ~(1 << order));
347 }
348
349 /*
350  * This function checks whether a page is free && is the buddy
351  * we can do coalesce a page and its buddy if
352  * (a) the buddy is not in a hole &&
353  * (b) the buddy is in the buddy system &&
354  * (c) a page and its buddy have the same order &&
355  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
356  *
357  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
358  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
359  *
360  * For recording page's order, we use page_private(page).
361  */
362 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
363                                                                 int order)
364 {
365         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
366                 return 0;
367
368         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
369                 return 0;
370
371         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
372                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
373                 return 1;
374         }
375         return 0;
376 }
377
378 /*
379  * Freeing function for a buddy system allocator.
380  *
381  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
382  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
383  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
384  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
385  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
386  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
387  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
388  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
389  * parts of the VM system.
390  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
391  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
392  * order is recorded in page_private(page) field.
393  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
394  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
395  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
396  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
397  * triggers coalescing into a block of larger size.            
398  *
399  * -- wli
400  */
401
402 static inline void __free_one_page(struct page *page,
403                 struct zone *zone, unsigned int order)
404 {
405         unsigned long page_idx;
406         int order_size = 1 << order;
407
408         if (unlikely(PageCompound(page)))
409                 destroy_compound_page(page, order);
410
411         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
412
413         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
414         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
415
416         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
417         while (order < MAX_ORDER-1) {
418                 unsigned long combined_idx;
419                 struct free_area *area;
420                 struct page *buddy;
421
422                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
423                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
424                         break;          /* Move the buddy up one level. */
425
426                 list_del(&buddy->lru);
427                 area = zone->free_area + order;
428                 area->nr_free--;
429                 rmv_page_order(buddy);
430                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
431                 page = page + (combined_idx - page_idx);
432                 page_idx = combined_idx;
433                 order++;
434         }
435         set_page_order(page, order);
436         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
437         zone->free_area[order].nr_free++;
438 }
439
440 static inline int free_pages_check(struct page *page)
441 {
442         if (unlikely(page_mapcount(page) |
443                 (page->mapping != NULL)  |
444                 (page_count(page) != 0)  |
445                 (page->flags & (
446                         1 << PG_lru     |
447                         1 << PG_private |
448                         1 << PG_locked  |
449                         1 << PG_active  |
450                         1 << PG_slab    |
451                         1 << PG_swapcache |
452                         1 << PG_writeback |
453                         1 << PG_reserved |
454                         1 << PG_buddy ))))
455                 bad_page(page);
456         if (PageDirty(page))
457                 __ClearPageDirty(page);
458         /*
459          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
460          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
461          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
462          */
463         return PageReserved(page);
464 }
465
466 /*
467  * Frees a list of pages. 
468  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
469  * count is the number of pages to free.
470  *
471  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
472  * see if this freeing clears that state.
473  *
474  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
475  * pinned" detection logic.
476  */
477 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
478                                         struct list_head *list, int order)
479 {
480         spin_lock(&zone->lock);
481         zone->all_unreclaimable = 0;
482         zone->pages_scanned = 0;
483         while (count--) {
484                 struct page *page;
485
486                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
487                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
488                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
489                 list_del(&page->lru);
490                 __free_one_page(page, zone, order);
491         }
492         spin_unlock(&zone->lock);
493 }
494
495 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
496 {
497         spin_lock(&zone->lock);
498         zone->all_unreclaimable = 0;
499         zone->pages_scanned = 0;
500         __free_one_page(page, zone, order);
501         spin_unlock(&zone->lock);
502 }
503
504 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
505 {
506         unsigned long flags;
507         int i;
508         int reserved = 0;
509
510         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
511                 reserved += free_pages_check(page + i);
512         if (reserved)
513                 return;
514
515         if (!PageHighMem(page))
516                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
517         arch_free_page(page, order);
518         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
519
520         local_irq_save(flags);
521         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
522         free_one_page(page_zone(page), page, order);
523         local_irq_restore(flags);
524 }
525
526 /*
527  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
528  */
529 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
530 {
531         if (order == 0) {
532                 __ClearPageReserved(page);
533                 set_page_count(page, 0);
534                 set_page_refcounted(page);
535                 __free_page(page);
536         } else {
537                 int loop;
538
539                 prefetchw(page);
540                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
541                         struct page *p = &page[loop];
542
543                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
544                                 prefetchw(p + 1);
545                         __ClearPageReserved(p);
546                         set_page_count(p, 0);
547                 }
548
549                 set_page_refcounted(page);
550                 __free_pages(page, order);
551         }
552 }
553
554
555 /*
556  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
557  * Please do not alter this order without good reasons and regression
558  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
559  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
560  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
561  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
562  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
563  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
564  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
565  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
566  *
567  * -- wli
568  */
569 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
570         int low, int high, struct free_area *area)
571 {
572         unsigned long size = 1 << high;
573
574         while (high > low) {
575                 area--;
576                 high--;
577                 size >>= 1;
578                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
579                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
580                 area->nr_free++;
581                 set_page_order(&page[size], high);
582         }
583 }
584
585 /*
586  * This page is about to be returned from the page allocator
587  */
588 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
589 {
590         if (unlikely(page_mapcount(page) |
591                 (page->mapping != NULL)  |
592                 (page_count(page) != 0)  |
593                 (page->flags & (
594                         1 << PG_lru     |
595                         1 << PG_private |
596                         1 << PG_locked  |
597                         1 << PG_active  |
598                         1 << PG_dirty   |
599                         1 << PG_slab    |
600                         1 << PG_swapcache |
601                         1 << PG_writeback |
602                         1 << PG_reserved |
603                         1 << PG_buddy ))))
604                 bad_page(page);
605
606         /*
607          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
608          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
609          */
610         if (PageReserved(page))
611                 return 1;
612
613         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_readahead |
614                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
615                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
616         set_page_private(page, 0);
617         set_page_refcounted(page);
618
619         arch_alloc_page(page, order);
620         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
621
622         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
623                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
624
625         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
626                 prep_compound_page(page, order);
627
628         return 0;
629 }
630
631 /* 
632  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
633  * Call me with the zone->lock already held.
634  */
635 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
636 {
637         struct free_area * area;
638         unsigned int current_order;
639         struct page *page;
640
641         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
642                 area = zone->free_area + current_order;
643                 if (list_empty(&area->free_list))
644                         continue;
645
646                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
647                 list_del(&page->lru);
648                 rmv_page_order(page);
649                 area->nr_free--;
650                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
651                 expand(zone, page, order, current_order, area);
652                 return page;
653         }
654
655         return NULL;
656 }
657
658 /* 
659  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
660  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
661  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
662  */
663 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
664                         unsigned long count, struct list_head *list)
665 {
666         int i;
667         
668         spin_lock(&zone->lock);
669         for (i = 0; i < count; ++i) {
670                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
671                 if (unlikely(page == NULL))
672                         break;
673                 list_add_tail(&page->lru, list);
674         }
675         spin_unlock(&zone->lock);
676         return i;
677 }
678
679 #ifdef CONFIG_NUMA
680 /*
681  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
682  * currently executing processor on remote nodes after they have
683  * expired.
684  *
685  * Note that this function must be called with the thread pinned to
686  * a single processor.
687  */
688 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
689 {
690         unsigned long flags;
691         int to_drain;
692
693         local_irq_save(flags);
694         if (pcp->count >= pcp->batch)
695                 to_drain = pcp->batch;
696         else
697                 to_drain = pcp->count;
698         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
699         pcp->count -= to_drain;
700         local_irq_restore(flags);
701 }
702 #endif
703
704 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
705 {
706         unsigned long flags;
707         struct zone *zone;
708         int i;
709
710         for_each_zone(zone) {
711                 struct per_cpu_pageset *pset;
712
713                 if (!populated_zone(zone))
714                         continue;
715
716                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
717                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
718                         struct per_cpu_pages *pcp;
719
720                         pcp = &pset->pcp[i];
721                         local_irq_save(flags);
722                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
723                         pcp->count = 0;
724                         local_irq_restore(flags);
725                 }
726         }
727 }
728
729 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
730
731 void mark_free_pages(struct zone *zone)
732 {
733         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
734         unsigned long flags;
735         int order;
736         struct list_head *curr;
737
738         if (!zone->spanned_pages)
739                 return;
740
741         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
742
743         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
744         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
745                 if (pfn_valid(pfn)) {
746                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
747
748                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
749                                 swsusp_unset_page_free(page);
750                 }
751
752         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
753                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
754                         unsigned long i;
755
756                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
757                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
758                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
759                 }
760
761         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
762 }
763
764 /*
765  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
766  */
767 void drain_local_pages(void)
768 {
769         unsigned long flags;
770
771         local_irq_save(flags);  
772         __drain_pages(smp_processor_id());
773         local_irq_restore(flags);       
774 }
775 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
776
777 /*
778  * Free a 0-order page
779  */
780 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
781 {
782         struct zone *zone = page_zone(page);
783         struct per_cpu_pages *pcp;
784         unsigned long flags;
785
786         if (PageAnon(page))
787                 page->mapping = NULL;
788         if (free_pages_check(page))
789                 return;
790
791         if (!PageHighMem(page))
792                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
793         arch_free_page(page, 0);
794         kernel_map_pages(page, 1, 0);
795
796         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
797         local_irq_save(flags);
798         __count_vm_event(PGFREE);
799         list_add(&page->lru, &pcp->list);
800         pcp->count++;
801         if (pcp->count >= pcp->high) {
802                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
803                 pcp->count -= pcp->batch;
804         }
805         local_irq_restore(flags);
806         put_cpu();
807 }
808
809 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
810 {
811         free_hot_cold_page(page, 0);
812 }
813         
814 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
815 {
816         free_hot_cold_page(page, 1);
817 }
818
819 /*
820  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
821  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
822  * Each sub-page must be freed individually.
823  *
824  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
825  * Please consult with lkml before using this in your driver.
826  */
827 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
828 {
829         int i;
830
831         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
832         VM_BUG_ON(!page_count(page));
833         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
834                 set_page_refcounted(page + i);
835 }
836
837 /*
838  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
839  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
840  * or two.
841  */
842 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
843                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
844 {
845         unsigned long flags;
846         struct page *page;
847         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
848         int cpu;
849
850 again:
851         cpu  = get_cpu();
852         if (likely(order == 0)) {
853                 struct per_cpu_pages *pcp;
854
855                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
856                 local_irq_save(flags);
857                 if (!pcp->count) {
858                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
859                                                 pcp->batch, &pcp->list);
860                         if (unlikely(!pcp->count))
861                                 goto failed;
862                 }
863                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
864                 list_del(&page->lru);
865                 pcp->count--;
866         } else {
867                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
868                 page = __rmqueue(zone, order);
869                 spin_unlock(&zone->lock);
870                 if (!page)
871                         goto failed;
872         }
873
874         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
875         zone_statistics(zonelist, zone);
876         local_irq_restore(flags);
877         put_cpu();
878
879         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
880         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
881                 goto again;
882         return page;
883
884 failed:
885         local_irq_restore(flags);
886         put_cpu();
887         return NULL;
888 }
889
890 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
891 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
892 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
893 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
894 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
895 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
896 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
897
898 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
899
900 static struct fail_page_alloc_attr {
901         struct fault_attr attr;
902
903         u32 ignore_gfp_highmem;
904         u32 ignore_gfp_wait;
905         u32 min_order;
906
907 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
908
909         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
910         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
911         struct dentry *min_order_file;
912
913 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
914
915 } fail_page_alloc = {
916         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
917         .ignore_gfp_wait = 1,
918         .ignore_gfp_highmem = 1,
919         .min_order = 1,
920 };
921
922 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
923 {
924         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
925 }
926 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
927
928 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
929 {
930         if (order < fail_page_alloc.min_order)
931                 return 0;
932         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
933                 return 0;
934         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
935                 return 0;
936         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
937                 return 0;
938
939         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
940 }
941
942 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
943
944 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
945 {
946         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
947         struct dentry *dir;
948         int err;
949
950         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
951                                        "fail_page_alloc");
952         if (err)
953                 return err;
954         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
955
956         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
957                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
958                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
959
960         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
961                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
962                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
963         fail_page_alloc.min_order_file =
964                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
965                                    &fail_page_alloc.min_order);
966
967         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
968             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
969             !fail_page_alloc.min_order_file) {
970                 err = -ENOMEM;
971                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
972                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
973                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
974                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
975         }
976
977         return err;
978 }
979
980 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
981
982 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
983
984 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
985
986 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
987 {
988         return 0;
989 }
990
991 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
992
993 /*
994  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
995  * of the allocation.
996  */
997 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
998                       int classzone_idx, int alloc_flags)
999 {
1000         /* free_pages my go negative - that's OK */
1001         long min = mark;
1002         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1003         int o;
1004
1005         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1006                 min -= min / 2;
1007         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1008                 min -= min / 4;
1009
1010         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1011                 return 0;
1012         for (o = 0; o < order; o++) {
1013                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1014                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1015
1016                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1017                 min >>= 1;
1018
1019                 if (free_pages <= min)
1020                         return 0;
1021         }
1022         return 1;
1023 }
1024
1025 #ifdef CONFIG_NUMA
1026 /*
1027  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1028  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1029  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1030  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1031  * that have to skip over alot of full or unallowed zones.
1032  *
1033  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1034  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1035  * tasks mems_allowed, or node_online_map.)
1036  *
1037  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1038  * nothing and returns NULL.
1039  *
1040  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1041  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1042  *
1043  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1044  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1045  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1046  * quickly as we can.
1047  */
1048 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1049 {
1050         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1051         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1052
1053         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1054         if (!zlc)
1055                 return NULL;
1056
1057         if (jiffies - zlc->last_full_zap > 1 * HZ) {
1058                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1059                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1060         }
1061
1062         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1063                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1064                                         &node_online_map;
1065         return allowednodes;
1066 }
1067
1068 /*
1069  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1070  * if it is worth looking at further for free memory:
1071  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1072  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1073  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1074  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1075  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1076  * else return false (zero) if it is not.
1077  *
1078  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1079  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1080  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1081  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1082  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1083  * into the second scan of the zonelist.
1084  *
1085  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1086  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1087  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1088  * unturned looking for a free page.
1089  */
1090 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1091                                                 nodemask_t *allowednodes)
1092 {
1093         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1094         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1095         int n;                          /* node that zone *z is on */
1096
1097         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1098         if (!zlc)
1099                 return 1;
1100
1101         i = z - zonelist->zones;
1102         n = zlc->z_to_n[i];
1103
1104         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1105         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1106 }
1107
1108 /*
1109  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1110  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1111  * from that zone don't waste time re-examining it.
1112  */
1113 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1114 {
1115         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1116         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1117
1118         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1119         if (!zlc)
1120                 return;
1121
1122         i = z - zonelist->zones;
1123
1124         set_bit(i, zlc->fullzones);
1125 }
1126
1127 #else   /* CONFIG_NUMA */
1128
1129 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1130 {
1131         return NULL;
1132 }
1133
1134 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1135                                 nodemask_t *allowednodes)
1136 {
1137         return 1;
1138 }
1139
1140 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1141 {
1142 }
1143 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1144
1145 /*
1146  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1147  * a page.
1148  */
1149 static struct page *
1150 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1151                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1152 {
1153         struct zone **z;
1154         struct page *page = NULL;
1155         int classzone_idx = zone_idx(zonelist->zones[0]);
1156         struct zone *zone;
1157         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1158         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1159         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1160         enum zone_type highest_zoneidx = -1; /* Gets set for policy zonelists */
1161
1162 zonelist_scan:
1163         /*
1164          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1165          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1166          */
1167         z = zonelist->zones;
1168
1169         do {
1170                 /*
1171                  * In NUMA, this could be a policy zonelist which contains
1172                  * zones that may not be allowed by the current gfp_mask.
1173                  * Check the zone is allowed by the current flags
1174                  */
1175                 if (unlikely(alloc_should_filter_zonelist(zonelist))) {
1176                         if (highest_zoneidx == -1)
1177                                 highest_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1178                         if (zone_idx(*z) > highest_zoneidx)
1179                                 continue;
1180                 }
1181
1182                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1183                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1184                                 continue;
1185                 zone = *z;
1186                 if (unlikely(NUMA_BUILD && (gfp_mask & __GFP_THISNODE) &&
1187                         zone->zone_pgdat != zonelist->zones[0]->zone_pgdat))
1188                                 break;
1189                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1190                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1191                                 goto try_next_zone;
1192
1193                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1194                         unsigned long mark;
1195                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1196                                 mark = zone->pages_min;
1197                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1198                                 mark = zone->pages_low;
1199                         else
1200                                 mark = zone->pages_high;
1201                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1202                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1203                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1204                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1205                                         goto this_zone_full;
1206                         }
1207                 }
1208
1209                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
1210                 if (page)
1211                         break;
1212 this_zone_full:
1213                 if (NUMA_BUILD)
1214                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1215 try_next_zone:
1216                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1217                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1218                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1219                         zlc_active = 1;
1220                         did_zlc_setup = 1;
1221                 }
1222         } while (*(++z) != NULL);
1223
1224         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1225                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1226                 zlc_active = 0;
1227                 goto zonelist_scan;
1228         }
1229         return page;
1230 }
1231
1232 /*
1233  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1234  */
1235 struct page * fastcall
1236 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1237                 struct zonelist *zonelist)
1238 {
1239         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1240         struct zone **z;
1241         struct page *page;
1242         struct reclaim_state reclaim_state;
1243         struct task_struct *p = current;
1244         int do_retry;
1245         int alloc_flags;
1246         int did_some_progress;
1247
1248         might_sleep_if(wait);
1249
1250         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1251                 return NULL;
1252
1253 restart:
1254         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1255
1256         if (unlikely(*z == NULL)) {
1257                 /* Should this ever happen?? */
1258                 return NULL;
1259         }
1260
1261         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1262                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1263         if (page)
1264                 goto got_pg;
1265
1266         /*
1267          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1268          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1269          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1270          * using a larger set of nodes after it has established that the
1271          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1272          * over allocated.
1273          */
1274         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1275                 goto nopage;
1276
1277         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1278                 wakeup_kswapd(*z, order);
1279
1280         /*
1281          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1282          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1283          * to how we want to proceed.
1284          *
1285          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1286          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1287          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1288          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1289          */
1290         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1291         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1292                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1293         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1294                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1295         if (wait)
1296                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1297
1298         /*
1299          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1300          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1301          *
1302          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1303          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1304          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1305          */
1306         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1307         if (page)
1308                 goto got_pg;
1309
1310         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1311
1312 rebalance:
1313         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1314                         && !in_interrupt()) {
1315                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1316 nofail_alloc:
1317                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1318                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1319                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1320                         if (page)
1321                                 goto got_pg;
1322                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1323                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1324                                 goto nofail_alloc;
1325                         }
1326                 }
1327                 goto nopage;
1328         }
1329
1330         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1331         if (!wait)
1332                 goto nopage;
1333
1334         cond_resched();
1335
1336         /* We now go into synchronous reclaim */
1337         cpuset_memory_pressure_bump();
1338         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1339         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1340         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1341
1342         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, order, gfp_mask);
1343
1344         p->reclaim_state = NULL;
1345         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1346
1347         cond_resched();
1348
1349         if (likely(did_some_progress)) {
1350                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1351                                                 zonelist, alloc_flags);
1352                 if (page)
1353                         goto got_pg;
1354         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1355                 /*
1356                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1357                  * very high watermark here, this is only to catch
1358                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1359                  * under heavy pressure.
1360                  */
1361                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1362                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1363                 if (page)
1364                         goto got_pg;
1365
1366                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1367                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1368                         goto nopage;
1369
1370                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1371                 goto restart;
1372         }
1373
1374         /*
1375          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1376          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1377          *
1378          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1379          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1380          */
1381         do_retry = 0;
1382         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1383                 if ((order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) ||
1384                                                 (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1385                         do_retry = 1;
1386                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1387                         do_retry = 1;
1388         }
1389         if (do_retry) {
1390                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1391                 goto rebalance;
1392         }
1393
1394 nopage:
1395         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1396                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1397                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1398                         p->comm, order, gfp_mask);
1399                 dump_stack();
1400                 show_mem();
1401         }
1402 got_pg:
1403         return page;
1404 }
1405
1406 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1407
1408 /*
1409  * Common helper functions.
1410  */
1411 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1412 {
1413         struct page * page;
1414         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1415         if (!page)
1416                 return 0;
1417         return (unsigned long) page_address(page);
1418 }
1419
1420 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1421
1422 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1423 {
1424         struct page * page;
1425
1426         /*
1427          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1428          * a highmem page
1429          */
1430         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1431
1432         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1433         if (page)
1434                 return (unsigned long) page_address(page);
1435         return 0;
1436 }
1437
1438 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1439
1440 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1441 {
1442         int i = pagevec_count(pvec);
1443
1444         while (--i >= 0)
1445                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1446 }
1447
1448 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1449 {
1450         if (put_page_testzero(page)) {
1451                 if (order == 0)
1452                         free_hot_page(page);
1453                 else
1454                         __free_pages_ok(page, order);
1455         }
1456 }
1457
1458 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1459
1460 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1461 {
1462         if (addr != 0) {
1463                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1464                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1465         }
1466 }
1467
1468 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1469
1470 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1471 {
1472         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1473         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1474         unsigned int sum = 0;
1475
1476         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1477         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1478         struct zone *zone;
1479
1480         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1481                 unsigned long size = zone->present_pages;
1482                 unsigned long high = zone->pages_high;
1483                 if (size > high)
1484                         sum += size - high;
1485         }
1486
1487         return sum;
1488 }
1489
1490 /*
1491  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1492  */
1493 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1494 {
1495         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1496 }
1497 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1498
1499 /*
1500  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1501  */
1502 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1503 {
1504         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1505 }
1506
1507 static inline void show_node(struct zone *zone)
1508 {
1509         if (NUMA_BUILD)
1510                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1511 }
1512
1513 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1514 {
1515         val->totalram = totalram_pages;
1516         val->sharedram = 0;
1517         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1518         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1519         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1520         val->freehigh = nr_free_highpages();
1521         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1522 }
1523
1524 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1525
1526 #ifdef CONFIG_NUMA
1527 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1528 {
1529         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1530
1531         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1532         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1533 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1534         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1535         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1536                         NR_FREE_PAGES);
1537 #else
1538         val->totalhigh = 0;
1539         val->freehigh = 0;
1540 #endif
1541         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1542 }
1543 #endif
1544
1545 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1546
1547 /*
1548  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1549  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1550  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1551  */
1552 void show_free_areas(void)
1553 {
1554         int cpu;
1555         struct zone *zone;
1556
1557         for_each_zone(zone) {
1558                 if (!populated_zone(zone))
1559                         continue;
1560
1561                 show_node(zone);
1562                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1563
1564                 for_each_online_cpu(cpu) {
1565                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1566
1567                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1568
1569                         printk("CPU %4d: Hot: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d   "
1570                                "Cold: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1571                                cpu, pageset->pcp[0].high,
1572                                pageset->pcp[0].batch, pageset->pcp[0].count,
1573                                pageset->pcp[1].high, pageset->pcp[1].batch,
1574                                pageset->pcp[1].count);
1575                 }
1576         }
1577
1578         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1579                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1580                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1581                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1582                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1583                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1584                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1585                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1586                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1587                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1588                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1589                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1590                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1591
1592         for_each_zone(zone) {
1593                 int i;
1594
1595                 if (!populated_zone(zone))
1596                         continue;
1597
1598                 show_node(zone);
1599                 printk("%s"
1600                         " free:%lukB"
1601                         " min:%lukB"
1602                         " low:%lukB"
1603                         " high:%lukB"
1604                         " active:%lukB"
1605                         " inactive:%lukB"
1606                         " present:%lukB"
1607                         " pages_scanned:%lu"
1608                         " all_unreclaimable? %s"
1609                         "\n",
1610                         zone->name,
1611                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1612                         K(zone->pages_min),
1613                         K(zone->pages_low),
1614                         K(zone->pages_high),
1615                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1616                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1617                         K(zone->present_pages),
1618                         zone->pages_scanned,
1619                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1620                         );
1621                 printk("lowmem_reserve[]:");
1622                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1623                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1624                 printk("\n");
1625         }
1626
1627         for_each_zone(zone) {
1628                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1629
1630                 if (!populated_zone(zone))
1631                         continue;
1632
1633                 show_node(zone);
1634                 printk("%s: ", zone->name);
1635
1636                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1637                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1638                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1639                         total += nr[order] << order;
1640                 }
1641                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1642                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1643                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1644                 printk("= %lukB\n", K(total));
1645         }
1646
1647         show_swap_cache_info();
1648 }
1649
1650 /*
1651  * Builds allocation fallback zone lists.
1652  *
1653  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1654  */
1655 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1656                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1657 {
1658         struct zone *zone;
1659
1660         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1661         zone_type++;
1662
1663         do {
1664                 zone_type--;
1665                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1666                 if (populated_zone(zone)) {
1667                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1668                         check_highest_zone(zone_type);
1669                 }
1670
1671         } while (zone_type);
1672         return nr_zones;
1673 }
1674
1675
1676 /*
1677  *  zonelist_order:
1678  *  0 = automatic detection of better ordering.
1679  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1680  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1681  *
1682  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1683  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1684  */
1685 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
1686 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
1687 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
1688
1689 /* zonelist order in the kernel.
1690  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
1691  */
1692 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1693 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
1694
1695
1696 #ifdef CONFIG_NUMA
1697 /* The value user specified ....changed by config */
1698 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1699 /* string for sysctl */
1700 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
1701 char numa_zonelist_order[16] = "default";
1702
1703 /*
1704  * interface for configure zonelist ordering.
1705  * command line option "numa_zonelist_order"
1706  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
1707  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
1708  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
1709  */
1710
1711 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
1712 {
1713         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
1714                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1715         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
1716                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
1717         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
1718                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
1719         } else {
1720                 printk(KERN_WARNING
1721                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
1722                         "%s\n", s);
1723                 return -EINVAL;
1724         }
1725         return 0;
1726 }
1727
1728 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
1729 {
1730         if (s)
1731                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
1732         return 0;
1733 }
1734 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
1735
1736 /*
1737  * sysctl handler for numa_zonelist_order
1738  */
1739 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
1740                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
1741                 loff_t *ppos)
1742 {
1743         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
1744         int ret;
1745
1746         if (write)
1747                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
1748                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
1749         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
1750         if (ret)
1751                 return ret;
1752         if (write) {
1753                 int oldval = user_zonelist_order;
1754                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
1755                         /*
1756                          * bogus value.  restore saved string
1757                          */
1758                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
1759                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
1760                         user_zonelist_order = oldval;
1761                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
1762                         build_all_zonelists();
1763         }
1764         return 0;
1765 }
1766
1767
1768 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1769 static int node_load[MAX_NUMNODES];
1770
1771 /**
1772  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1773  * @node: node whose fallback list we're appending
1774  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1775  *
1776  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1777  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1778  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1779  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1780  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1781  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1782  * on them otherwise.
1783  * It returns -1 if no node is found.
1784  */
1785 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1786 {
1787         int n, val;
1788         int min_val = INT_MAX;
1789         int best_node = -1;
1790
1791         /* Use the local node if we haven't already */
1792         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1793                 node_set(node, *used_node_mask);
1794                 return node;
1795         }
1796
1797         for_each_online_node(n) {
1798                 cpumask_t tmp;
1799
1800                 /* Don't want a node to appear more than once */
1801                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1802                         continue;
1803
1804                 /* Use the distance array to find the distance */
1805                 val = node_distance(node, n);
1806
1807                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1808                 val += (n < node);
1809
1810                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1811                 tmp = node_to_cpumask(n);
1812                 if (!cpus_empty(tmp))
1813                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1814
1815                 /* Slight preference for less loaded node */
1816                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1817                 val += node_load[n];
1818
1819                 if (val < min_val) {
1820                         min_val = val;
1821                         best_node = n;
1822                 }
1823         }
1824
1825         if (best_node >= 0)
1826                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1827
1828         return best_node;
1829 }
1830
1831
1832 /*
1833  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
1834  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
1835  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
1836  */
1837 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
1838 {
1839         enum zone_type i;
1840         int j;
1841         struct zonelist *zonelist;
1842
1843         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1844                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1845                 for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++)
1846                         ;
1847                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1848                 zonelist->zones[j] = NULL;
1849         }
1850 }
1851
1852 /*
1853  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
1854  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
1855  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
1856  * may still exist in local DMA zone.
1857  */
1858 static int node_order[MAX_NUMNODES];
1859
1860 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
1861 {
1862         enum zone_type i;
1863         int pos, j, node;
1864         int zone_type;          /* needs to be signed */
1865         struct zone *z;
1866         struct zonelist *zonelist;
1867
1868         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1869                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1870                 pos = 0;
1871                 for (zone_type = i; zone_type >= 0; zone_type--) {
1872                         for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
1873                                 node = node_order[j];
1874                                 z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
1875                                 if (populated_zone(z)) {
1876                                         zonelist->zones[pos++] = z;
1877                                         check_highest_zone(zone_type);
1878                                 }
1879                         }
1880                 }
1881                 zonelist->zones[pos] = NULL;
1882         }
1883 }
1884
1885 static int default_zonelist_order(void)
1886 {
1887         int nid, zone_type;
1888         unsigned long low_kmem_size,total_size;
1889         struct zone *z;
1890         int average_size;
1891         /*
1892          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
1893          * If they are really small and used heavily, the system can fall
1894          * into OOM very easily.
1895          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
1896          */
1897         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
1898         low_kmem_size = 0;
1899         total_size = 0;
1900         for_each_online_node(nid) {
1901                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
1902                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
1903                         if (populated_zone(z)) {
1904                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
1905                                         low_kmem_size += z->present_pages;
1906                                 total_size += z->present_pages;
1907                         }
1908                 }
1909         }
1910         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
1911             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
1912                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
1913         /*
1914          * look into each node's config.
1915          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
1916          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
1917          */
1918         average_size = total_size / (num_online_nodes() + 1);
1919         for_each_online_node(nid) {
1920                 low_kmem_size = 0;
1921                 total_size = 0;
1922                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
1923                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
1924                         if (populated_zone(z)) {
1925                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
1926                                         low_kmem_size += z->present_pages;
1927                                 total_size += z->present_pages;
1928                         }
1929                 }
1930                 if (low_kmem_size &&
1931                     total_size > average_size && /* ignore small node */
1932                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
1933                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
1934         }
1935         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
1936 }
1937
1938 static void set_zonelist_order(void)
1939 {
1940         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
1941                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
1942         else
1943                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
1944 }
1945
1946 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1947 {
1948         int j, node, load;
1949         enum zone_type i;
1950         nodemask_t used_mask;
1951         int local_node, prev_node;
1952         struct zonelist *zonelist;
1953         int order = current_zonelist_order;
1954
1955         /* initialize zonelists */
1956         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1957                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1958                 zonelist->zones[0] = NULL;
1959         }
1960
1961         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1962         local_node = pgdat->node_id;
1963         load = num_online_nodes();
1964         prev_node = local_node;
1965         nodes_clear(used_mask);
1966
1967         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
1968         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
1969         j = 0;
1970
1971         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1972                 int distance = node_distance(local_node, node);
1973
1974                 /*
1975                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1976                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1977                  */
1978                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1979                         zone_reclaim_mode = 1;
1980
1981                 /*
1982                  * We don't want to pressure a particular node.
1983                  * So adding penalty to the first node in same
1984                  * distance group to make it round-robin.
1985                  */
1986                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1987                         node_load[node] = load;
1988
1989                 prev_node = node;
1990                 load--;
1991                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
1992                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
1993                 else
1994                         node_order[j++] = node; /* remember order */
1995         }
1996
1997         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
1998                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
1999                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2000         }
2001 }
2002
2003 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2004 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2005 {
2006         int i;
2007
2008         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2009                 struct zonelist *zonelist;
2010                 struct zonelist_cache *zlc;
2011                 struct zone **z;
2012
2013                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2014                 zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2015                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2016                 for (z = zonelist->zones; *z; z++)
2017                         zlc->z_to_n[z - zonelist->zones] = zone_to_nid(*z);
2018         }
2019 }
2020
2021
2022 #else   /* CONFIG_NUMA */
2023
2024 static void set_zonelist_order(void)
2025 {
2026         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2027 }
2028
2029 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2030 {
2031         int node, local_node;
2032         enum zone_type i,j;
2033
2034         local_node = pgdat->node_id;
2035         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2036                 struct zonelist *zonelist;
2037
2038                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2039
2040                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
2041                 /*
2042                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2043                  * of all the other nodes.
2044                  * We don't want to pressure a particular node, so when
2045                  * building the zones for node N, we make sure that the
2046                  * zones coming right after the local ones are those from
2047                  * node N+1 (modulo N)
2048                  */
2049                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2050                         if (!node_online(node))
2051                                 continue;
2052                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2053                 }
2054                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
2055                         if (!node_online(node))
2056                                 continue;
2057                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2058                 }
2059
2060                 zonelist->zones[j] = NULL;
2061         }
2062 }
2063
2064 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2065 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2066 {
2067         int i;
2068
2069         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2070                 pgdat->node_zonelists[i].zlcache_ptr = NULL;
2071 }
2072
2073 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2074
2075 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
2076 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2077 {
2078         int nid;
2079
2080         for_each_online_node(nid) {
2081                 build_zonelists(NODE_DATA(nid));
2082                 build_zonelist_cache(NODE_DATA(nid));
2083         }
2084         return 0;
2085 }
2086
2087 void build_all_zonelists(void)
2088 {
2089         set_zonelist_order();
2090
2091         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2092                 __build_all_zonelists(NULL);
2093                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2094         } else {
2095                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
2096                    of zonelist */
2097                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
2098                 /* cpuset refresh routine should be here */
2099         }
2100         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2101         printk("Built %i zonelists in %s order.  Total pages: %ld\n",
2102                         num_online_nodes(),
2103                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2104                         vm_total_pages);
2105 #ifdef CONFIG_NUMA
2106         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2107 #endif
2108 }
2109
2110 /*
2111  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2112  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2113  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2114  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2115  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2116  * conservative, even though it seems large.
2117  *
2118  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2119  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2120  */
2121 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2122
2123 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2124 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2125 {
2126         unsigned long size = 1;
2127
2128         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2129
2130         while (size < pages)
2131                 size <<= 1;
2132
2133         /*
2134          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2135          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2136          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2137          */
2138         size = min(size, 4096UL);
2139
2140         return max(size, 4UL);
2141 }
2142 #else
2143 /*
2144  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2145  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2146  *
2147  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2148  *
2149  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2150  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2151  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2152  *
2153  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2154  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2155  *
2156  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2157  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2158  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2159  */
2160 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2161 {
2162         return 4096UL;
2163 }
2164 #endif
2165
2166 /*
2167  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2168  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2169  * hash function before the remainder is taken.
2170  */
2171 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2172 {
2173         return ffz(~size);
2174 }
2175
2176 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2177
2178 /*
2179  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2180  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2181  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2182  */
2183 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2184                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2185 {
2186         struct page *page;
2187         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2188         unsigned long pfn;
2189
2190         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2191                 /*
2192                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2193                  * handed to this function.  They do not
2194                  * exist on hotplugged memory.
2195                  */
2196                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2197                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2198                                 continue;
2199                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2200                                 continue;
2201                 }
2202                 page = pfn_to_page(pfn);
2203                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2204                 init_page_count(page);
2205                 reset_page_mapcount(page);
2206                 SetPageReserved(page);
2207                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2208 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2209                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2210                 if (!is_highmem_idx(zone))
2211                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2212 #endif
2213         }
2214 }
2215
2216 static void __meminit zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat,
2217                                 struct zone *zone, unsigned long size)
2218 {
2219         int order;
2220         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
2221                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
2222                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2223         }
2224 }
2225
2226 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2227 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2228         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2229 #endif
2230
2231 static int __devinit zone_batchsize(struct zone *zone)
2232 {
2233         int batch;
2234
2235         /*
2236          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2237          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2238          *
2239          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2240          */
2241         batch = zone->present_pages / 1024;
2242         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2243                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2244         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2245         if (batch < 1)
2246                 batch = 1;
2247
2248         /*
2249          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2250          * of 2 value was found to be more likely to have
2251          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2252          *
2253          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2254          * batches of pages, one task can end up with a lot
2255          * of pages of one half of the possible page colors
2256          * and the other with pages of the other colors.
2257          */
2258         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2259
2260         return batch;
2261 }
2262
2263 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2264 {
2265         struct per_cpu_pages *pcp;
2266
2267         memset(p, 0, sizeof(*p));
2268
2269         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
2270         pcp->count = 0;
2271         pcp->high = 6 * batch;
2272         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2273         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2274
2275         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
2276         pcp->count = 0;
2277         pcp->high = 2 * batch;
2278         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
2279         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2280 }
2281
2282 /*
2283  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2284  * to the value high for the pageset p.
2285  */
2286
2287 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2288                                 unsigned long high)
2289 {
2290         struct per_cpu_pages *pcp;
2291
2292         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
2293         pcp->high = high;
2294         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2295         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2296                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2297 }
2298
2299
2300 #ifdef CONFIG_NUMA
2301 /*
2302  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2303  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2304  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2305  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2306  * with interrupts disabled.
2307  *
2308  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2309  *
2310  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2311  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2312  * hotplugged processors.
2313  *
2314  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2315  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2316  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2317  */
2318 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2319
2320 /*
2321  * Dynamically allocate memory for the
2322  * per cpu pageset array in struct zone.
2323  */
2324 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2325 {
2326         struct zone *zone, *dzone;
2327
2328         for_each_zone(zone) {
2329
2330                 if (!populated_zone(zone))
2331                         continue;
2332
2333                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2334                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
2335                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2336                         goto bad;
2337
2338                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2339
2340                 if (percpu_pagelist_fraction)
2341                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2342                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2343         }
2344
2345         return 0;
2346 bad:
2347         for_each_zone(dzone) {
2348                 if (dzone == zone)
2349                         break;
2350                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2351                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2352         }
2353         return -ENOMEM;
2354 }
2355
2356 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2357 {
2358         struct zone *zone;
2359
2360         for_each_zone(zone) {
2361                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2362
2363                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2364                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2365                         kfree(pset);
2366                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2367         }
2368 }
2369
2370 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2371                 unsigned long action,
2372                 void *hcpu)
2373 {
2374         int cpu = (long)hcpu;
2375         int ret = NOTIFY_OK;
2376
2377         switch (action) {
2378         case CPU_UP_PREPARE:
2379         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2380                 if (process_zones(cpu))
2381                         ret = NOTIFY_BAD;
2382                 break;
2383         case CPU_UP_CANCELED:
2384         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2385         case CPU_DEAD:
2386         case CPU_DEAD_FROZEN:
2387                 free_zone_pagesets(cpu);
2388                 break;
2389         default:
2390                 break;
2391         }
2392         return ret;
2393 }
2394
2395 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2396         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2397
2398 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2399 {
2400         int err;
2401
2402         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2403          * A cpuup callback will do this for every cpu
2404          * as it comes online
2405          */
2406         err = process_zones(smp_processor_id());
2407         BUG_ON(err);
2408         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2409 }
2410
2411 #endif
2412
2413 static noinline __init_refok
2414 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2415 {
2416         int i;
2417         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2418         size_t alloc_size;
2419
2420         /*
2421          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2422          * per zone.
2423          */
2424         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2425                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2426         zone->wait_table_bits =
2427                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2428         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2429                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2430
2431         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2432                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2433                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2434         } else {
2435                 /*
2436                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2437                  * via memory hot-add.
2438                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2439                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2440                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2441                  * node itself as well.
2442                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2443                  * necessary.
2444                  */
2445                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)vmalloc(alloc_size);
2446         }
2447         if (!zone->wait_table)
2448                 return -ENOMEM;
2449
2450         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2451                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2452
2453         return 0;
2454 }
2455
2456 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2457 {
2458         int cpu;
2459         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2460
2461         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2462 #ifdef CONFIG_NUMA
2463                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2464                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2465                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2466 #else
2467                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2468 #endif
2469         }
2470         if (zone->present_pages)
2471                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2472                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2473 }
2474
2475 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2476                                         unsigned long zone_start_pfn,
2477                                         unsigned long size,
2478                                         enum memmap_context context)
2479 {
2480         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2481         int ret;
2482         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2483         if (ret)
2484                 return ret;
2485         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2486
2487         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2488
2489         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2490
2491         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2492
2493         return 0;
2494 }
2495
2496 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2497 /*
2498  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2499  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2500  */
2501 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2502 {
2503         int i;
2504
2505         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2506                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2507                         return i;
2508
2509         return -1;
2510 }
2511
2512 /*
2513  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2514  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardles of node
2515  */
2516 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2517 {
2518         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2519                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2520                         return index;
2521
2522         return -1;
2523 }
2524
2525 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2526 /*
2527  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2528  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2529  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2530  * alternative
2531  */
2532 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2533 {
2534         int i;
2535
2536         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2537                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2538                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2539
2540                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2541                         return early_node_map[i].nid;
2542         }
2543
2544         return 0;
2545 }
2546 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2547
2548 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2549 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2550         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2551                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2552
2553 /**
2554  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2555  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2556  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2557  *
2558  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2559  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2560  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2561  */
2562 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2563                                                 unsigned long max_low_pfn)
2564 {
2565         int i;
2566
2567         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2568                 unsigned long size_pages = 0;
2569                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2570
2571                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2572                         continue;
2573
2574                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2575                         end_pfn = max_low_pfn;
2576
2577                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2578                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2579                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2580                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2581         }
2582 }
2583
2584 /**
2585  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2586  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2587  *
2588  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2589  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2590  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2591  */
2592 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2593 {
2594         int i;
2595
2596         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2597                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2598                                 early_node_map[i].start_pfn,
2599                                 early_node_map[i].end_pfn);
2600 }
2601
2602 /**
2603  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2604  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2605  * @start_pfn: The start pfn of the node
2606  * @end_pfn: The end pfn of the node
2607  *
2608  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2609  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2610  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2611  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2612  * be used later.
2613  */
2614 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2615 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2616                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2617 {
2618         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2619                         nid, start_pfn, end_pfn);
2620
2621         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2622         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2623                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2624
2625         /* Update the boundaries */
2626         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2627                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2628         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2629                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2630 }
2631
2632 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
2633 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
2634                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2635 {
2636         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
2637                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
2638
2639         /* Return if boundary information has not been provided */
2640         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2641                 return;
2642
2643         /* Check the boundaries and update if necessary */
2644         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
2645                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
2646         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
2647                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
2648 }
2649 #else
2650 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2651                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
2652
2653 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
2654                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
2655 #endif
2656
2657
2658 /**
2659  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
2660  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
2661  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
2662  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
2663  *
2664  * It returns the start and end page frame of a node based on information
2665  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
2666  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
2667  * PFNs will be 0.
2668  */
2669 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2670                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2671 {
2672         int i;
2673         *start_pfn = -1UL;
2674         *end_pfn = 0;
2675
2676         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2677                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2678                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2679         }
2680
2681         if (*start_pfn == -1UL) {
2682                 printk(KERN_WARNING "Node %u active with no memory\n", nid);
2683                 *start_pfn = 0;
2684         }
2685
2686         /* Push the node boundaries out if requested */
2687         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
2688 }
2689
2690 /*
2691  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
2692  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
2693  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
2694  */
2695 void __init find_usable_zone_for_movable(void)
2696 {
2697         int zone_index;
2698         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
2699                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
2700                         continue;
2701
2702                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
2703                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
2704                         break;
2705         }
2706
2707         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
2708         movable_zone = zone_index;
2709 }
2710
2711 /*
2712  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
2713  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
2714  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
2715  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
2716  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
2717  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
2718  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
2719  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
2720  */
2721 void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
2722                                         unsigned long zone_type,
2723                                         unsigned long node_start_pfn,
2724                                         unsigned long node_end_pfn,
2725                                         unsigned long *zone_start_pfn,
2726                                         unsigned long *zone_end_pfn)
2727 {
2728         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
2729         if (zone_movable_pfn[nid]) {
2730                 /* Size ZONE_MOVABLE */
2731                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
2732                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
2733                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
2734                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
2735
2736                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
2737                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
2738                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
2739                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
2740
2741                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
2742                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
2743                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
2744         }
2745 }
2746
2747 /*
2748  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
2749  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
2750  */
2751 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2752                                         unsigned long zone_type,
2753                                         unsigned long *ignored)
2754 {
2755         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2756         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2757
2758         /* Get the start and end of the node and zone */
2759         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2760         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
2761         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
2762         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
2763                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
2764                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
2765
2766         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
2767         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
2768                 return 0;
2769
2770         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
2771         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
2772         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
2773
2774         /* Return the spanned pages */
2775         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
2776 }
2777
2778 /*
2779  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
2780  * then all holes in the requested range will be accounted for.
2781  */
2782 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
2783                                 unsigned long range_start_pfn,
2784                                 unsigned long range_end_pfn)
2785 {
2786         int i = 0;
2787         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
2788         unsigned long start_pfn;
2789
2790         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
2791         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
2792         if (i == -1)
2793                 return 0;
2794
2795         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
2796
2797         /* Account for ranges before physical memory on this node */
2798         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
2799                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
2800
2801         /* Find all holes for the zone within the node */
2802         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
2803
2804                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
2805                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
2806                         break;
2807
2808                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
2809                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
2810                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
2811
2812                 /* Update the hole size cound and move on */
2813                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
2814                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
2815                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
2816                 }
2817                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2818         }
2819
2820         /* Account for ranges past physical memory on this node */
2821         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
2822                 hole_pages += range_end_pfn -
2823                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
2824
2825         return hole_pages;
2826 }
2827
2828 /**
2829  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
2830  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
2831  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
2832  *
2833  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
2834  */
2835 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2836                                                         unsigned long end_pfn)
2837 {
2838         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
2839 }
2840
2841 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
2842 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
2843                                         unsigned long zone_type,
2844                                         unsigned long *ignored)
2845 {
2846         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2847         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2848
2849         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2850         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
2851                                                         node_start_pfn);
2852         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
2853                                                         node_end_pfn);
2854
2855         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
2856                         node_start_pfn, node_end_pfn,
2857                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
2858         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
2859 }
2860
2861 #else
2862 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2863                                         unsigned long zone_type,
2864                                         unsigned long *zones_size)
2865 {
2866         return zones_size[zone_type];
2867 }
2868
2869 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
2870                                                 unsigned long zone_type,
2871                                                 unsigned long *zholes_size)
2872 {
2873         if (!zholes_size)
2874                 return 0;
2875
2876         return zholes_size[zone_type];
2877 }
2878
2879 #endif
2880
2881 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
2882                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2883 {
2884         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
2885         enum zone_type i;
2886
2887         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2888                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2889                                                                 zones_size);
2890         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
2891
2892         realtotalpages = totalpages;
2893         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2894                 realtotalpages -=
2895                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2896                                                                 zholes_size);
2897         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
2898         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
2899                                                         realtotalpages);
2900 }
2901
2902 /*
2903  * Set up the zone data structures:
2904  *   - mark all pages reserved
2905  *   - mark all memory queues empty
2906  *   - clear the memory bitmaps
2907  */
2908 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
2909                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2910 {
2911         enum zone_type j;
2912         int nid = pgdat->node_id;
2913         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
2914         int ret;
2915
2916         pgdat_resize_init(pgdat);
2917         pgdat->nr_zones = 0;
2918         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2919         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2920         
2921         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2922                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2923                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
2924
2925                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
2926                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
2927                                                                 zholes_size);
2928
2929                 /*
2930                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
2931                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
2932                  * and per-cpu initialisations
2933                  */
2934                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
2935                 if (realsize >= memmap_pages) {
2936                         realsize -= memmap_pages;
2937                         printk(KERN_DEBUG
2938                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
2939                                 zone_names[j], memmap_pages);
2940                 } else
2941                         printk(KERN_WARNING
2942                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
2943                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
2944
2945                 /* Account for reserved pages */
2946                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
2947                         realsize -= dma_reserve;
2948                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
2949                                         zone_names[0], dma_reserve);
2950                 }
2951
2952                 if (!is_highmem_idx(j))
2953                         nr_kernel_pages += realsize;
2954                 nr_all_pages += realsize;
2955
2956                 zone->spanned_pages = size;
2957                 zone->present_pages = realsize;
2958 #ifdef CONFIG_NUMA
2959                 zone->node = nid;
2960                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
2961                                                 / 100;
2962                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
2963 #endif
2964                 zone->name = zone_names[j];
2965                 spin_lock_init(&zone->lock);
2966                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2967                 zone_seqlock_init(zone);
2968                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2969
2970                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2971
2972                 zone_pcp_init(zone);
2973                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2974                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2975                 zone->nr_scan_active = 0;
2976                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2977                 zap_zone_vm_stats(zone);
2978                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2979                 if (!size)
2980                         continue;
2981
2982                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
2983                                                 size, MEMMAP_EARLY);
2984                 BUG_ON(ret);
2985                 zone_start_pfn += size;
2986         }
2987 }
2988
2989 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2990 {
2991         /* Skip empty nodes */
2992         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2993                 return;
2994
2995 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2996         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2997         if (!pgdat->node_mem_map) {
2998                 unsigned long size, start, end;
2999                 struct page *map;
3000
3001                 /*
3002                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3003                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3004                  * for the buddy allocator to function correctly.
3005                  */
3006                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3007                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3008                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3009                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3010                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3011                 if (!map)
3012                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3013                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3014         }
3015 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3016         /*
3017          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3018          */
3019         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3020                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3021 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3022                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3023                         mem_map -= pgdat->node_start_pfn;
3024 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3025         }
3026 #endif
3027 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3028 }
3029
3030 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
3031                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
3032                 unsigned long *zholes_size)
3033 {
3034         pgdat->node_id = nid;
3035         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3036         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3037
3038         alloc_node_mem_map(pgdat);
3039
3040         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3041 }
3042
3043 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3044
3045 #if MAX_NUMNODES > 1
3046 /*
3047  * Figure out the number of possible node ids.
3048  */
3049 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3050 {
3051         unsigned int node;
3052         unsigned int highest = 0;
3053
3054         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3055                 highest = node;
3056         nr_node_ids = highest + 1;
3057 }
3058 #else
3059 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3060 {
3061 }
3062 #endif
3063
3064 /**
3065  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3066  * @nid: The node ID the range resides on
3067  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3068  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3069  *
3070  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3071  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3072  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3073  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3074  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3075  */
3076 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3077                                                 unsigned long end_pfn)
3078 {
3079         int i;
3080
3081         printk(KERN_DEBUG "Entering add_active_range(%d, %lu, %lu) "
3082                           "%d entries of %d used\n",
3083                           nid, start_pfn, end_pfn,
3084                           nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3085
3086         /* Merge with existing active regions if possible */
3087         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3088                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3089                         continue;
3090
3091                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3092                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3093                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3094                         return;
3095
3096                 /* Merge forward if suitable */
3097                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3098                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3099                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3100                         return;
3101                 }
3102
3103                 /* Merge backward if suitable */
3104                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3105                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3106                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3107                         return;
3108                 }
3109         }
3110
3111         /* Check that early_node_map is large enough */
3112         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3113                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3114                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3115                 return;
3116         }
3117
3118         early_node_map[i].nid = nid;
3119         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3120         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3121         nr_nodemap_entries = i + 1;
3122 }
3123
3124 /**
3125  * shrink_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3126  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3127  * @old_end_pfn: The old end PFN of the range
3128  * @new_end_pfn: The new PFN of the range
3129  *
3130  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3131  * The map is kept at the end physical page range that has already been
3132  * registered with add_active_range(). This function allows an arch to shrink
3133  * an existing registered range.
3134  */
3135 void __init shrink_active_range(unsigned int nid, unsigned long old_end_pfn,
3136                                                 unsigned long new_end_pfn)
3137 {
3138         int i;
3139
3140         /* Find the old active region end and shrink */
3141         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3142                 if (early_node_map[i].end_pfn == old_end_pfn) {
3143                         early_node_map[i].end_pfn = new_end_pfn;
3144                         break;
3145                 }
3146 }
3147
3148 /**
3149  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3150  *
3151  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3152  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3153  * all currently registered regions.
3154  */
3155 void __init remove_all_active_ranges(void)
3156 {
3157         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3158         nr_nodemap_entries = 0;
3159 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3160         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3161         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3162 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3163 }
3164
3165 /* Compare two active node_active_regions */
3166 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3167 {
3168         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3169         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3170
3171         /* Done this way to avoid overflows */
3172         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3173                 return 1;
3174         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3175                 return -1;
3176
3177         return 0;
3178 }
3179
3180 /* sort the node_map by start_pfn */
3181 static void __init sort_node_map(void)
3182 {
3183         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3184                         sizeof(struct node_active_region),
3185                         cmp_node_active_region, NULL);
3186 }
3187
3188 /* Find the lowest pfn for a node */
3189 unsigned long __init find_min_pfn_for_node(unsigned long nid)
3190 {
3191         int i;
3192         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3193
3194         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3195         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3196                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3197
3198         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3199                 printk(KERN_WARNING
3200                         "Could not find start_pfn for node %lu\n", nid);
3201                 return 0;
3202         }
3203
3204         return min_pfn;
3205 }
3206
3207 /**
3208  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3209  *
3210  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3211  * add_active_range().
3212  */
3213 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3214 {
3215         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3216 }
3217
3218 /**
3219  * find_max_pfn_with_active_regions - Find the maximum PFN registered
3220  *
3221  * It returns the maximum PFN based on information provided via
3222  * add_active_range().
3223  */
3224 unsigned long __init find_max_pfn_with_active_regions(void)
3225 {
3226         int i;
3227         unsigned long max_pfn = 0;
3228
3229         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3230                 max_pfn = max(max_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3231
3232         return max_pfn;
3233 }
3234
3235 unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3236 {
3237         int i;
3238         unsigned long totalpages = 0;
3239
3240         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3241                 totalpages += early_node_map[i].end_pfn -
3242                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3243
3244         return totalpages;
3245 }
3246
3247 /*
3248  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3249  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3250  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3251  * others
3252  */
3253 void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3254 {
3255         int i, nid;
3256         unsigned long usable_startpfn;
3257         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3258         int usable_nodes = num_online_nodes();
3259
3260         /*
3261          * If movablecore was specified, calculate what size of
3262          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3263          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3264          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3265          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3266          * what movablecore would have allowed.
3267          */
3268         if (required_movablecore) {
3269                 unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3270                 unsigned long corepages;
3271
3272                 /*
3273                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3274                  * was requested by the user
3275                  */
3276                 required_movablecore =
3277                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3278                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3279
3280                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3281         }
3282
3283         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3284         if (!required_kernelcore)
3285                 return;
3286
3287         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3288         find_usable_zone_for_movable();
3289         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3290
3291 restart:
3292         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3293         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3294         for_each_online_node(nid) {
3295                 /*
3296                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3297                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3298                  * amount of memory for the kernel
3299                  */
3300                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3301                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3302
3303                 /*
3304                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3305                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3306                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3307                  */
3308                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3309
3310                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3311                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3312                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3313                         unsigned long size_pages;
3314
3315                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3316                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3317                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3318                         if (start_pfn >= end_pfn)
3319                                 continue;
3320
3321                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3322                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3323                                 unsigned long kernel_pages;
3324                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3325                                                                 - start_pfn;
3326
3327                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3328                                                         kernelcore_remaining);
3329                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3330                                                         required_kernelcore);
3331
3332                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3333                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3334
3335                                         /*
3336                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3337                                          * that if we have to rebalance
3338                                          * kernelcore across nodes, we will
3339                                          * not double account here
3340                                          */
3341                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3342                                         continue;
3343                                 }
3344                                 start_pfn = usable_startpfn;
3345                         }
3346
3347                         /*
3348                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3349