Do not group pages by mobility type on low memory systems
[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  * Array of node states.
51  */
52 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
53         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
54         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
55 #ifndef CONFIG_NUMA
56         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
57 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
58         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
59 #endif
60         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
61 #endif  /* NUMA */
62 };
63 EXPORT_SYMBOL(node_states);
64
65 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
66 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
67 long nr_swap_pages;
68 int percpu_pagelist_fraction;
69
70 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
71
72 /*
73  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
74  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
75  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
76  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
77  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
78  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
79  *
80  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
81  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
82  */
83 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
84 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
85          256,
86 #endif
87 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
88          256,
89 #endif
90 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
91          32,
92 #endif
93          32,
94 };
95
96 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
97
98 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
99 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
100          "DMA",
101 #endif
102 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
103          "DMA32",
104 #endif
105          "Normal",
106 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
107          "HighMem",
108 #endif
109          "Movable",
110 };
111
112 int min_free_kbytes = 1024;
113
114 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
115 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
116 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
117
118 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
119   /*
120    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maxmimum number of distinct
121    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
122    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
123    * so the number of times add_active_range() can be called is
124    * related to the number of nodes and the number of holes
125    */
126   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
127     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
128     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
129   #else
130     #if MAX_NUMNODES >= 32
131       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
132       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
133     #else
134       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
135       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
136     #endif
137   #endif
138
139   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
140   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
141   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
142   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
143 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
144   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
145   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
146 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
147   unsigned long __initdata required_kernelcore;
148   unsigned long __initdata required_movablecore;
149   unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
150
151   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
152   int movable_zone;
153   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
154 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
155
156 #if MAX_NUMNODES > 1
157 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
158 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
159 #endif
160
161 #ifdef CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY
162 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
163
164 static inline int get_pageblock_migratetype(struct page *page)
165 {
166         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
167                 return MIGRATE_UNMOVABLE;
168
169         return get_pageblock_flags_group(page, PB_migrate, PB_migrate_end);
170 }
171
172 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
173 {
174         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
175                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
176 }
177
178 static inline int allocflags_to_migratetype(gfp_t gfp_flags, int order)
179 {
180         WARN_ON((gfp_flags & GFP_MOVABLE_MASK) == GFP_MOVABLE_MASK);
181
182         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
183                 return MIGRATE_UNMOVABLE;
184
185         /* Cluster high-order atomic allocations together */
186         if (unlikely(order > 0) &&
187                         (!(gfp_flags & __GFP_WAIT) || in_interrupt()))
188                 return MIGRATE_HIGHATOMIC;
189
190         /* Cluster based on mobility */
191         return (((gfp_flags & __GFP_MOVABLE) != 0) << 1) |
192                 ((gfp_flags & __GFP_RECLAIMABLE) != 0);
193 }
194
195 #else
196 static inline int get_pageblock_migratetype(struct page *page)
197 {
198         return MIGRATE_UNMOVABLE;
199 }
200
201 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
202 {
203 }
204
205 static inline int allocflags_to_migratetype(gfp_t gfp_flags, int order)
206 {
207         return MIGRATE_UNMOVABLE;
208 }
209 #endif /* CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY */
210
211 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
212 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
213 {
214         int ret = 0;
215         unsigned seq;
216         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
217
218         do {
219                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
220                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
221                         ret = 1;
222                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
223                         ret = 1;
224         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
225
226         return ret;
227 }
228
229 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
230 {
231         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
232                 return 0;
233         if (zone != page_zone(page))
234                 return 0;
235
236         return 1;
237 }
238 /*
239  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
240  */
241 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
242 {
243         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
244                 return 1;
245         if (!page_is_consistent(zone, page))
246                 return 1;
247
248         return 0;
249 }
250 #else
251 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
252 {
253         return 0;
254 }
255 #endif
256
257 static void bad_page(struct page *page)
258 {
259         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
260                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
261                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
262                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
263                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
264                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
265                 page_mapcount(page), page_count(page));
266         dump_stack();
267         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
268                         1 << PG_private |
269                         1 << PG_locked  |
270                         1 << PG_active  |
271                         1 << PG_dirty   |
272                         1 << PG_reclaim |
273                         1 << PG_slab    |
274                         1 << PG_swapcache |
275                         1 << PG_writeback |
276                         1 << PG_buddy );
277         set_page_count(page, 0);
278         reset_page_mapcount(page);
279         page->mapping = NULL;
280         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
281 }
282
283 /*
284  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
285  *
286  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
287  *
288  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
289  *
290  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
291  * the head page (even the head page has this).
292  *
293  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
294  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
295  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
296  */
297
298 static void free_compound_page(struct page *page)
299 {
300         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
301 }
302
303 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
304 {
305         int i;
306         int nr_pages = 1 << order;
307
308         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
309         set_compound_order(page, order);
310         __SetPageHead(page);
311         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
312                 struct page *p = page + i;
313
314                 __SetPageTail(p);
315                 p->first_page = page;
316         }
317 }
318
319 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
320 {
321         int i;
322         int nr_pages = 1 << order;
323
324         if (unlikely(compound_order(page) != order))
325                 bad_page(page);
326
327         if (unlikely(!PageHead(page)))
328                         bad_page(page);
329         __ClearPageHead(page);
330         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
331                 struct page *p = page + i;
332
333                 if (unlikely(!PageTail(p) |
334                                 (p->first_page != page)))
335                         bad_page(page);
336                 __ClearPageTail(p);
337         }
338 }
339
340 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
341 {
342         int i;
343
344         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
345         /*
346          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
347          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
348          */
349         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
350         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
351                 clear_highpage(page + i);
352 }
353
354 /*
355  * function for dealing with page's order in buddy system.
356  * zone->lock is already acquired when we use these.
357  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
358  */
359 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
360 {
361         return page_private(page);
362 }
363
364 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
365 {
366         set_page_private(page, order);
367         __SetPageBuddy(page);
368 }
369
370 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
371 {
372         __ClearPageBuddy(page);
373         set_page_private(page, 0);
374 }
375
376 /*
377  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
378  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
379  *
380  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
381  * the following equation:
382  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
383  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
384  * 1 buddy is #10:
385  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
386  *
387  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
388  * satisfies the following equation:
389  *     P = B & ~(1 << O)
390  *
391  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
392  */
393 static inline struct page *
394 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
395 {
396         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
397
398         return page + (buddy_idx - page_idx);
399 }
400
401 static inline unsigned long
402 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
403 {
404         return (page_idx & ~(1 << order));
405 }
406
407 /*
408  * This function checks whether a page is free && is the buddy
409  * we can do coalesce a page and its buddy if
410  * (a) the buddy is not in a hole &&
411  * (b) the buddy is in the buddy system &&
412  * (c) a page and its buddy have the same order &&
413  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
414  *
415  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
416  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
417  *
418  * For recording page's order, we use page_private(page).
419  */
420 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
421                                                                 int order)
422 {
423         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
424                 return 0;
425
426         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
427                 return 0;
428
429         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
430                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
431                 return 1;
432         }
433         return 0;
434 }
435
436 /*
437  * Freeing function for a buddy system allocator.
438  *
439  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
440  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
441  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
442  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
443  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
444  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
445  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
446  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
447  * parts of the VM system.
448  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
449  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
450  * order is recorded in page_private(page) field.
451  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
452  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
453  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
454  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
455  * triggers coalescing into a block of larger size.            
456  *
457  * -- wli
458  */
459
460 static inline void __free_one_page(struct page *page,
461                 struct zone *zone, unsigned int order)
462 {
463         unsigned long page_idx;
464         int order_size = 1 << order;
465         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
466
467         if (unlikely(PageCompound(page)))
468                 destroy_compound_page(page, order);
469
470         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
471
472         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
473         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
474
475         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
476         while (order < MAX_ORDER-1) {
477                 unsigned long combined_idx;
478                 struct page *buddy;
479
480                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
481                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
482                         break;          /* Move the buddy up one level. */
483
484                 list_del(&buddy->lru);
485                 zone->free_area[order].nr_free--;
486                 rmv_page_order(buddy);
487                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
488                 page = page + (combined_idx - page_idx);
489                 page_idx = combined_idx;
490                 order++;
491         }
492         set_page_order(page, order);
493         list_add(&page->lru,
494                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
495         zone->free_area[order].nr_free++;
496 }
497
498 static inline int free_pages_check(struct page *page)
499 {
500         if (unlikely(page_mapcount(page) |
501                 (page->mapping != NULL)  |
502                 (page_count(page) != 0)  |
503                 (page->flags & (
504                         1 << PG_lru     |
505                         1 << PG_private |
506                         1 << PG_locked  |
507                         1 << PG_active  |
508                         1 << PG_slab    |
509                         1 << PG_swapcache |
510                         1 << PG_writeback |
511                         1 << PG_reserved |
512                         1 << PG_buddy ))))
513                 bad_page(page);
514         if (PageDirty(page))
515                 __ClearPageDirty(page);
516         /*
517          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
518          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
519          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
520          */
521         return PageReserved(page);
522 }
523
524 /*
525  * Frees a list of pages. 
526  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
527  * count is the number of pages to free.
528  *
529  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
530  * see if this freeing clears that state.
531  *
532  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
533  * pinned" detection logic.
534  */
535 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
536                                         struct list_head *list, int order)
537 {
538         spin_lock(&zone->lock);
539         zone->all_unreclaimable = 0;
540         zone->pages_scanned = 0;
541         while (count--) {
542                 struct page *page;
543
544                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
545                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
546                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
547                 list_del(&page->lru);
548                 __free_one_page(page, zone, order);
549         }
550         spin_unlock(&zone->lock);
551 }
552
553 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
554 {
555         spin_lock(&zone->lock);
556         zone->all_unreclaimable = 0;
557         zone->pages_scanned = 0;
558         __free_one_page(page, zone, order);
559         spin_unlock(&zone->lock);
560 }
561
562 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
563 {
564         unsigned long flags;
565         int i;
566         int reserved = 0;
567
568         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
569                 reserved += free_pages_check(page + i);
570         if (reserved)
571                 return;
572
573         if (!PageHighMem(page))
574                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
575         arch_free_page(page, order);
576         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
577
578         local_irq_save(flags);
579         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
580         free_one_page(page_zone(page), page, order);
581         local_irq_restore(flags);
582 }
583
584 /*
585  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
586  */
587 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
588 {
589         if (order == 0) {
590                 __ClearPageReserved(page);
591                 set_page_count(page, 0);
592                 set_page_refcounted(page);
593                 __free_page(page);
594         } else {
595                 int loop;
596
597                 prefetchw(page);
598                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
599                         struct page *p = &page[loop];
600
601                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
602                                 prefetchw(p + 1);
603                         __ClearPageReserved(p);
604                         set_page_count(p, 0);
605                 }
606
607                 set_page_refcounted(page);
608                 __free_pages(page, order);
609         }
610 }
611
612
613 /*
614  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
615  * Please do not alter this order without good reasons and regression
616  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
617  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
618  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
619  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
620  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
621  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
622  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
623  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
624  *
625  * -- wli
626  */
627 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
628         int low, int high, struct free_area *area,
629         int migratetype)
630 {
631         unsigned long size = 1 << high;
632
633         while (high > low) {
634                 area--;
635                 high--;
636                 size >>= 1;
637                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
638                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
639                 area->nr_free++;
640                 set_page_order(&page[size], high);
641         }
642 }
643
644 /*
645  * This page is about to be returned from the page allocator
646  */
647 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
648 {
649         if (unlikely(page_mapcount(page) |
650                 (page->mapping != NULL)  |
651                 (page_count(page) != 0)  |
652                 (page->flags & (
653                         1 << PG_lru     |
654                         1 << PG_private |
655                         1 << PG_locked  |
656                         1 << PG_active  |
657                         1 << PG_dirty   |
658                         1 << PG_slab    |
659                         1 << PG_swapcache |
660                         1 << PG_writeback |
661                         1 << PG_reserved |
662                         1 << PG_buddy ))))
663                 bad_page(page);
664
665         /*
666          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
667          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
668          */
669         if (PageReserved(page))
670                 return 1;
671
672         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_readahead |
673                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
674                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
675         set_page_private(page, 0);
676         set_page_refcounted(page);
677
678         arch_alloc_page(page, order);
679         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
680
681         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
682                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
683
684         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
685                 prep_compound_page(page, order);
686
687         return 0;
688 }
689
690 #ifdef CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY
691 /*
692  * This array describes the order lists are fallen back to when
693  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
694  */
695 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
696         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,  MIGRATE_HIGHATOMIC },
697         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,  MIGRATE_HIGHATOMIC },
698         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE,MIGRATE_HIGHATOMIC },
699         [MIGRATE_HIGHATOMIC]  = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE,MIGRATE_MOVABLE},
700 };
701
702 /*
703  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
704  * Note that start_page and end_pages are not aligned in a MAX_ORDER_NR_PAGES
705  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
706  */
707 int move_freepages(struct zone *zone,
708                         struct page *start_page, struct page *end_page,
709                         int migratetype)
710 {
711         struct page *page;
712         unsigned long order;
713         int blocks_moved = 0;
714
715 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
716         /*
717          * page_zone is not safe to call in this context when
718          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
719          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
720          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
721          * CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY
722          */
723         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
724 #endif
725
726         for (page = start_page; page <= end_page;) {
727                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
728                         page++;
729                         continue;
730                 }
731
732                 if (!PageBuddy(page)) {
733                         page++;
734                         continue;
735                 }
736
737                 order = page_order(page);
738                 list_del(&page->lru);
739                 list_add(&page->lru,
740                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
741                 page += 1 << order;
742                 blocks_moved++;
743         }
744
745         return blocks_moved;
746 }
747
748 int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page, int migratetype)
749 {
750         unsigned long start_pfn, end_pfn;
751         struct page *start_page, *end_page;
752
753         start_pfn = page_to_pfn(page);
754         start_pfn = start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES-1);
755         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
756         end_page = start_page + MAX_ORDER_NR_PAGES - 1;
757         end_pfn = start_pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES - 1;
758
759         /* Do not cross zone boundaries */
760         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
761                 start_page = page;
762         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
763                 return 0;
764
765         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
766 }
767
768 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
769 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
770                                                 int start_migratetype)
771 {
772         struct free_area * area;
773         int current_order;
774         struct page *page;
775         int migratetype, i;
776         int nonatomic_fallback_atomic = 0;
777
778 retry:
779         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
780         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
781                                                 --current_order) {
782                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
783                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
784
785                         /*
786                          * Make it hard to fallback to blocks used for
787                          * high-order atomic allocations
788                          */
789                         if (migratetype == MIGRATE_HIGHATOMIC &&
790                                 start_migratetype != MIGRATE_UNMOVABLE &&
791                                 !nonatomic_fallback_atomic)
792                                 continue;
793
794                         area = &(zone->free_area[current_order]);
795                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
796                                 continue;
797
798                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
799                                         struct page, lru);
800                         area->nr_free--;
801
802                         /*
803                          * If breaking a large block of pages, move all free
804                          * pages to the preferred allocation list
805                          */
806                         if (unlikely(current_order >= MAX_ORDER / 2)) {
807                                 migratetype = start_migratetype;
808                                 move_freepages_block(zone, page, migratetype);
809                         }
810
811                         /* Remove the page from the freelists */
812                         list_del(&page->lru);
813                         rmv_page_order(page);
814                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
815                                                         -(1UL << order));
816
817                         if (current_order == MAX_ORDER - 1)
818                                 set_pageblock_migratetype(page,
819                                                         start_migratetype);
820
821                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
822                         return page;
823                 }
824         }
825
826         /* Allow fallback to high-order atomic blocks if memory is that low */
827         if (!nonatomic_fallback_atomic) {
828                 nonatomic_fallback_atomic = 1;
829                 goto retry;
830         }
831
832         return NULL;
833 }
834 #else
835 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
836                                                 int start_migratetype)
837 {
838         return NULL;
839 }
840 #endif /* CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY */
841
842 /* 
843  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
844  * Call me with the zone->lock already held.
845  */
846 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
847                                                 int migratetype)
848 {
849         struct free_area * area;
850         unsigned int current_order;
851         struct page *page;
852
853         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
854         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
855                 area = &(zone->free_area[current_order]);
856                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
857                         continue;
858
859                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
860                                                         struct page, lru);
861                 list_del(&page->lru);
862                 rmv_page_order(page);
863                 area->nr_free--;
864                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
865                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
866                 goto got_page;
867         }
868
869         page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
870
871 got_page:
872
873         return page;
874 }
875
876 /* 
877  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
878  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
879  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
880  */
881 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
882                         unsigned long count, struct list_head *list,
883                         int migratetype)
884 {
885         int i;
886         
887         spin_lock(&zone->lock);
888         for (i = 0; i < count; ++i) {
889                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
890                 if (unlikely(page == NULL))
891                         break;
892                 list_add(&page->lru, list);
893                 set_page_private(page, migratetype);
894         }
895         spin_unlock(&zone->lock);
896         return i;
897 }
898
899 #ifdef CONFIG_NUMA
900 /*
901  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
902  * currently executing processor on remote nodes after they have
903  * expired.
904  *
905  * Note that this function must be called with the thread pinned to
906  * a single processor.
907  */
908 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
909 {
910         unsigned long flags;
911         int to_drain;
912
913         local_irq_save(flags);
914         if (pcp->count >= pcp->batch)
915                 to_drain = pcp->batch;
916         else
917                 to_drain = pcp->count;
918         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
919         pcp->count -= to_drain;
920         local_irq_restore(flags);
921 }
922 #endif
923
924 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
925 {
926         unsigned long flags;
927         struct zone *zone;
928         int i;
929
930         for_each_zone(zone) {
931                 struct per_cpu_pageset *pset;
932
933                 if (!populated_zone(zone))
934                         continue;
935
936                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
937                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
938                         struct per_cpu_pages *pcp;
939
940                         pcp = &pset->pcp[i];
941                         local_irq_save(flags);
942                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
943                         pcp->count = 0;
944                         local_irq_restore(flags);
945                 }
946         }
947 }
948
949 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
950
951 void mark_free_pages(struct zone *zone)
952 {
953         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
954         unsigned long flags;
955         int order, t;
956         struct list_head *curr;
957
958         if (!zone->spanned_pages)
959                 return;
960
961         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
962
963         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
964         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
965                 if (pfn_valid(pfn)) {
966                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
967
968                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
969                                 swsusp_unset_page_free(page);
970                 }
971
972         for_each_migratetype_order(order, t) {
973                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
974                         unsigned long i;
975
976                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
977                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
978                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
979                 }
980         }
981         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
982 }
983 #endif /* CONFIG_PM */
984
985 #if defined(CONFIG_HIBERNATION) || defined(CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY)
986 /*
987  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
988  */
989 void drain_local_pages(void)
990 {
991         unsigned long flags;
992
993         local_irq_save(flags);  
994         __drain_pages(smp_processor_id());
995         local_irq_restore(flags);       
996 }
997
998 void smp_drain_local_pages(void *arg)
999 {
1000         drain_local_pages();
1001 }
1002
1003 /*
1004  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
1005  */
1006 void drain_all_local_pages(void)
1007 {
1008         unsigned long flags;
1009
1010         local_irq_save(flags);
1011         __drain_pages(smp_processor_id());
1012         local_irq_restore(flags);
1013
1014         smp_call_function(smp_drain_local_pages, NULL, 0, 1);
1015 }
1016 #else
1017 void drain_all_local_pages(void) {}
1018 #endif /* CONFIG_HIBERNATION || CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY */
1019
1020 /*
1021  * Free a 0-order page
1022  */
1023 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1024 {
1025         struct zone *zone = page_zone(page);
1026         struct per_cpu_pages *pcp;
1027         unsigned long flags;
1028
1029         if (PageAnon(page))
1030                 page->mapping = NULL;
1031         if (free_pages_check(page))
1032                 return;
1033
1034         if (!PageHighMem(page))
1035                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1036         arch_free_page(page, 0);
1037         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1038
1039         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
1040         local_irq_save(flags);
1041         __count_vm_event(PGFREE);
1042         list_add(&page->lru, &pcp->list);
1043         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1044         pcp->count++;
1045         if (pcp->count >= pcp->high) {
1046                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1047                 pcp->count -= pcp->batch;
1048         }
1049         local_irq_restore(flags);
1050         put_cpu();
1051 }
1052
1053 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
1054 {
1055         free_hot_cold_page(page, 0);
1056 }
1057         
1058 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
1059 {
1060         free_hot_cold_page(page, 1);
1061 }
1062
1063 /*
1064  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1065  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1066  * Each sub-page must be freed individually.
1067  *
1068  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1069  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1070  */
1071 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1072 {
1073         int i;
1074
1075         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1076         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1077         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1078                 set_page_refcounted(page + i);
1079 }
1080
1081 /*
1082  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1083  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1084  * or two.
1085  */
1086 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
1087                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1088 {
1089         unsigned long flags;
1090         struct page *page;
1091         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1092         int cpu;
1093         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags, order);
1094
1095 again:
1096         cpu  = get_cpu();
1097         if (likely(order == 0)) {
1098                 struct per_cpu_pages *pcp;
1099
1100                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
1101                 local_irq_save(flags);
1102                 if (!pcp->count) {
1103                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1104                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1105                         if (unlikely(!pcp->count))
1106                                 goto failed;
1107                 }
1108
1109 #ifdef CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY
1110                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1111                 list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1112                         if (page_private(page) == migratetype)
1113                                 break;
1114
1115                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1116                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1117                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1118                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1119                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1120                 }
1121 #else
1122                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1123 #endif /* CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY */
1124
1125                 list_del(&page->lru);
1126                 pcp->count--;
1127         } else {
1128                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1129                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1130                 spin_unlock(&zone->lock);
1131                 if (!page)
1132                         goto failed;
1133         }
1134
1135         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1136         zone_statistics(zonelist, zone);
1137         local_irq_restore(flags);
1138         put_cpu();
1139
1140         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1141         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1142                 goto again;
1143         return page;
1144
1145 failed:
1146         local_irq_restore(flags);
1147         put_cpu();
1148         return NULL;
1149 }
1150
1151 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1152 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1153 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1154 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1155 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1156 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1157 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1158
1159 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1160
1161 static struct fail_page_alloc_attr {
1162         struct fault_attr attr;
1163
1164         u32 ignore_gfp_highmem;
1165         u32 ignore_gfp_wait;
1166         u32 min_order;
1167
1168 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1169
1170         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1171         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1172         struct dentry *min_order_file;
1173
1174 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1175
1176 } fail_page_alloc = {
1177         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1178         .ignore_gfp_wait = 1,
1179         .ignore_gfp_highmem = 1,
1180         .min_order = 1,
1181 };
1182
1183 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1184 {
1185         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1186 }
1187 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1188
1189 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1190 {
1191         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1192                 return 0;
1193         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1194                 return 0;
1195         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1196                 return 0;
1197         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1198                 return 0;
1199
1200         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1201 }
1202
1203 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1204
1205 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1206 {
1207         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1208         struct dentry *dir;
1209         int err;
1210
1211         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1212                                        "fail_page_alloc");
1213         if (err)
1214                 return err;
1215         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1216
1217         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1218                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1219                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1220
1221         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1222                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1223                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1224         fail_page_alloc.min_order_file =
1225                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1226                                    &fail_page_alloc.min_order);
1227
1228         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1229             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1230             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1231                 err = -ENOMEM;
1232                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1233                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1234                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1235                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1236         }
1237
1238         return err;
1239 }
1240
1241 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1242
1243 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1244
1245 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1246
1247 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1248 {
1249         return 0;
1250 }
1251
1252 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1253
1254 /*
1255  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1256  * of the allocation.
1257  */
1258 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1259                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1260 {
1261         /* free_pages my go negative - that's OK */
1262         long min = mark;
1263         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1264         int o;
1265
1266         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1267                 min -= min / 2;
1268         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1269                 min -= min / 4;
1270
1271         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1272                 return 0;
1273         for (o = 0; o < order; o++) {
1274                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1275                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1276
1277                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1278                 min >>= 1;
1279
1280                 if (free_pages <= min)
1281                         return 0;
1282         }
1283         return 1;
1284 }
1285
1286 #ifdef CONFIG_NUMA
1287 /*
1288  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1289  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1290  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1291  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1292  * that have to skip over alot of full or unallowed zones.
1293  *
1294  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1295  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1296  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1297  *
1298  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1299  * nothing and returns NULL.
1300  *
1301  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1302  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1303  *
1304  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1305  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1306  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1307  * quickly as we can.
1308  */
1309 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1310 {
1311         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1312         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1313
1314         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1315         if (!zlc)
1316                 return NULL;
1317
1318         if (jiffies - zlc->last_full_zap > 1 * HZ) {
1319                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1320                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1321         }
1322
1323         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1324                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1325                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1326         return allowednodes;
1327 }
1328
1329 /*
1330  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1331  * if it is worth looking at further for free memory:
1332  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1333  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1334  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1335  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1336  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1337  * else return false (zero) if it is not.
1338  *
1339  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1340  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1341  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1342  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1343  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1344  * into the second scan of the zonelist.
1345  *
1346  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1347  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1348  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1349  * unturned looking for a free page.
1350  */
1351 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1352                                                 nodemask_t *allowednodes)
1353 {
1354         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1355         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1356         int n;                          /* node that zone *z is on */
1357
1358         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1359         if (!zlc)
1360                 return 1;
1361
1362         i = z - zonelist->zones;
1363         n = zlc->z_to_n[i];
1364
1365         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1366         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1367 }
1368
1369 /*
1370  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1371  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1372  * from that zone don't waste time re-examining it.
1373  */
1374 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1375 {
1376         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1377         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1378
1379         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1380         if (!zlc)
1381                 return;
1382
1383         i = z - zonelist->zones;
1384
1385         set_bit(i, zlc->fullzones);
1386 }
1387
1388 #else   /* CONFIG_NUMA */
1389
1390 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1391 {
1392         return NULL;
1393 }
1394
1395 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1396                                 nodemask_t *allowednodes)
1397 {
1398         return 1;
1399 }
1400
1401 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1402 {
1403 }
1404 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1405
1406 /*
1407  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1408  * a page.
1409  */
1410 static struct page *
1411 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1412                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1413 {
1414         struct zone **z;
1415         struct page *page = NULL;
1416         int classzone_idx = zone_idx(zonelist->zones[0]);
1417         struct zone *zone;
1418         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1419         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1420         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1421         enum zone_type highest_zoneidx = -1; /* Gets set for policy zonelists */
1422
1423 zonelist_scan:
1424         /*
1425          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1426          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1427          */
1428         z = zonelist->zones;
1429
1430         do {
1431                 /*
1432                  * In NUMA, this could be a policy zonelist which contains
1433                  * zones that may not be allowed by the current gfp_mask.
1434                  * Check the zone is allowed by the current flags
1435                  */
1436                 if (unlikely(alloc_should_filter_zonelist(zonelist))) {
1437                         if (highest_zoneidx == -1)
1438                                 highest_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1439                         if (zone_idx(*z) > highest_zoneidx)
1440                                 continue;
1441                 }
1442
1443                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1444                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1445                                 continue;
1446                 zone = *z;
1447                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1448                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1449                                 goto try_next_zone;
1450
1451                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1452                         unsigned long mark;
1453                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1454                                 mark = zone->pages_min;
1455                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1456                                 mark = zone->pages_low;
1457                         else
1458                                 mark = zone->pages_high;
1459                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1460                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1461                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1462                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1463                                         goto this_zone_full;
1464                         }
1465                 }
1466
1467                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
1468                 if (page)
1469                         break;
1470 this_zone_full:
1471                 if (NUMA_BUILD)
1472                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1473 try_next_zone:
1474                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1475                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1476                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1477                         zlc_active = 1;
1478                         did_zlc_setup = 1;
1479                 }
1480         } while (*(++z) != NULL);
1481
1482         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1483                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1484                 zlc_active = 0;
1485                 goto zonelist_scan;
1486         }
1487         return page;
1488 }
1489
1490 /*
1491  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1492  */
1493 struct page * fastcall
1494 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1495                 struct zonelist *zonelist)
1496 {
1497         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1498         struct zone **z;
1499         struct page *page;
1500         struct reclaim_state reclaim_state;
1501         struct task_struct *p = current;
1502         int do_retry;
1503         int alloc_flags;
1504         int did_some_progress;
1505
1506         might_sleep_if(wait);
1507
1508         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1509                 return NULL;
1510
1511 restart:
1512         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1513
1514         if (unlikely(*z == NULL)) {
1515                 /*
1516                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1517                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1518                  */
1519                 return NULL;
1520         }
1521
1522         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1523                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1524         if (page)
1525                 goto got_pg;
1526
1527         /*
1528          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1529          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1530          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1531          * using a larger set of nodes after it has established that the
1532          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1533          * over allocated.
1534          */
1535         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1536                 goto nopage;
1537
1538         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1539                 wakeup_kswapd(*z, order);
1540
1541         /*
1542          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1543          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1544          * to how we want to proceed.
1545          *
1546          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1547          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1548          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1549          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1550          */
1551         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1552         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1553                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1554         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1555                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1556         if (wait)
1557                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1558
1559         /*
1560          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1561          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1562          *
1563          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1564          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1565          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1566          */
1567         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1568         if (page)
1569                 goto got_pg;
1570
1571         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1572
1573 rebalance:
1574         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1575                         && !in_interrupt()) {
1576                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1577 nofail_alloc:
1578                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1579                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1580                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1581                         if (page)
1582                                 goto got_pg;
1583                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1584                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1585                                 goto nofail_alloc;
1586                         }
1587                 }
1588                 goto nopage;
1589         }
1590
1591         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1592         if (!wait)
1593                 goto nopage;
1594
1595         cond_resched();
1596
1597         /* We now go into synchronous reclaim */
1598         cpuset_memory_pressure_bump();
1599         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1600         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1601         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1602
1603         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, order, gfp_mask);
1604
1605         p->reclaim_state = NULL;
1606         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1607
1608         cond_resched();
1609
1610         if (order != 0)
1611                 drain_all_local_pages();
1612
1613         if (likely(did_some_progress)) {
1614                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1615                                                 zonelist, alloc_flags);
1616                 if (page)
1617                         goto got_pg;
1618         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1619                 /*
1620                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1621                  * very high watermark here, this is only to catch
1622                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1623                  * under heavy pressure.
1624                  */
1625                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1626                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1627                 if (page)
1628                         goto got_pg;
1629
1630                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1631                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1632                         goto nopage;
1633
1634                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1635                 goto restart;
1636         }
1637
1638         /*
1639          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1640          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1641          *
1642          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1643          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1644          */
1645         do_retry = 0;
1646         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1647                 if ((order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) ||
1648                                                 (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1649                         do_retry = 1;
1650                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1651                         do_retry = 1;
1652         }
1653         if (do_retry) {
1654                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1655                 goto rebalance;
1656         }
1657
1658 nopage:
1659         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1660                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1661                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1662                         p->comm, order, gfp_mask);
1663                 dump_stack();
1664                 show_mem();
1665         }
1666 got_pg:
1667         return page;
1668 }
1669
1670 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1671
1672 /*
1673  * Common helper functions.
1674  */
1675 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1676 {
1677         struct page * page;
1678         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1679         if (!page)
1680                 return 0;
1681         return (unsigned long) page_address(page);
1682 }
1683
1684 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1685
1686 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1687 {
1688         struct page * page;
1689
1690         /*
1691          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1692          * a highmem page
1693          */
1694         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1695
1696         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1697         if (page)
1698                 return (unsigned long) page_address(page);
1699         return 0;
1700 }
1701
1702 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1703
1704 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1705 {
1706         int i = pagevec_count(pvec);
1707
1708         while (--i >= 0)
1709                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1710 }
1711
1712 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1713 {
1714         if (put_page_testzero(page)) {
1715                 if (order == 0)
1716                         free_hot_page(page);
1717                 else
1718                         __free_pages_ok(page, order);
1719         }
1720 }
1721
1722 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1723
1724 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1725 {
1726         if (addr != 0) {
1727                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1728                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1729         }
1730 }
1731
1732 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1733
1734 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1735 {
1736         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1737         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1738         unsigned int sum = 0;
1739
1740         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1741         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1742         struct zone *zone;
1743
1744         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1745                 unsigned long size = zone->present_pages;
1746                 unsigned long high = zone->pages_high;
1747                 if (size > high)
1748                         sum += size - high;
1749         }
1750
1751         return sum;
1752 }
1753
1754 /*
1755  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1756  */
1757 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1758 {
1759         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1760 }
1761 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1762
1763 /*
1764  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1765  */
1766 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1767 {
1768         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1769 }
1770
1771 static inline void show_node(struct zone *zone)
1772 {
1773         if (NUMA_BUILD)
1774                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1775 }
1776
1777 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1778 {
1779         val->totalram = totalram_pages;
1780         val->sharedram = 0;
1781         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1782         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1783         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1784         val->freehigh = nr_free_highpages();
1785         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1786 }
1787
1788 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1789
1790 #ifdef CONFIG_NUMA
1791 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1792 {
1793         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1794
1795         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1796         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1797 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1798         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1799         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1800                         NR_FREE_PAGES);
1801 #else
1802         val->totalhigh = 0;
1803         val->freehigh = 0;
1804 #endif
1805         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1806 }
1807 #endif
1808
1809 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1810
1811 /*
1812  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1813  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1814  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1815  */
1816 void show_free_areas(void)
1817 {
1818         int cpu;
1819         struct zone *zone;
1820
1821         for_each_zone(zone) {
1822                 if (!populated_zone(zone))
1823                         continue;
1824
1825                 show_node(zone);
1826                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1827
1828                 for_each_online_cpu(cpu) {
1829                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1830
1831                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1832
1833                         printk("CPU %4d: Hot: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d   "
1834                                "Cold: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1835                                cpu, pageset->pcp[0].high,
1836                                pageset->pcp[0].batch, pageset->pcp[0].count,
1837                                pageset->pcp[1].high, pageset->pcp[1].batch,
1838                                pageset->pcp[1].count);
1839                 }
1840         }
1841
1842         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1843                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1844                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1845                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1846                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1847                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1848                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1849                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1850                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1851                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1852                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1853                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1854                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1855
1856         for_each_zone(zone) {
1857                 int i;
1858
1859                 if (!populated_zone(zone))
1860                         continue;
1861
1862                 show_node(zone);
1863                 printk("%s"
1864                         " free:%lukB"
1865                         " min:%lukB"
1866                         " low:%lukB"
1867                         " high:%lukB"
1868                         " active:%lukB"
1869                         " inactive:%lukB"
1870                         " present:%lukB"
1871                         " pages_scanned:%lu"
1872                         " all_unreclaimable? %s"
1873                         "\n",
1874                         zone->name,
1875                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1876                         K(zone->pages_min),
1877                         K(zone->pages_low),
1878                         K(zone->pages_high),
1879                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1880                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1881                         K(zone->present_pages),
1882                         zone->pages_scanned,
1883                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1884                         );
1885                 printk("lowmem_reserve[]:");
1886                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1887                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1888                 printk("\n");
1889         }
1890
1891         for_each_zone(zone) {
1892                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1893
1894                 if (!populated_zone(zone))
1895                         continue;
1896
1897                 show_node(zone);
1898                 printk("%s: ", zone->name);
1899
1900                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1901                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1902                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1903                         total += nr[order] << order;
1904                 }
1905                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1906                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1907                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1908                 printk("= %lukB\n", K(total));
1909         }
1910
1911         show_swap_cache_info();
1912 }
1913
1914 /*
1915  * Builds allocation fallback zone lists.
1916  *
1917  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1918  */
1919 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1920                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1921 {
1922         struct zone *zone;
1923
1924         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1925         zone_type++;
1926
1927         do {
1928                 zone_type--;
1929                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1930                 if (populated_zone(zone)) {
1931                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1932                         check_highest_zone(zone_type);
1933                 }
1934
1935         } while (zone_type);
1936         return nr_zones;
1937 }
1938
1939
1940 /*
1941  *  zonelist_order:
1942  *  0 = automatic detection of better ordering.
1943  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1944  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1945  *
1946  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1947  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1948  */
1949 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
1950 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
1951 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
1952
1953 /* zonelist order in the kernel.
1954  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
1955  */
1956 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1957 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
1958
1959
1960 #ifdef CONFIG_NUMA
1961 /* The value user specified ....changed by config */
1962 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1963 /* string for sysctl */
1964 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
1965 char numa_zonelist_order[16] = "default";
1966
1967 /*
1968  * interface for configure zonelist ordering.
1969  * command line option "numa_zonelist_order"
1970  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
1971  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
1972  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
1973  */
1974
1975 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
1976 {
1977         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
1978                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1979         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
1980                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
1981         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
1982                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
1983         } else {
1984                 printk(KERN_WARNING
1985                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
1986                         "%s\n", s);
1987                 return -EINVAL;
1988         }
1989         return 0;
1990 }
1991
1992 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
1993 {
1994         if (s)
1995                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
1996         return 0;
1997 }
1998 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
1999
2000 /*
2001  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2002  */
2003 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2004                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2005                 loff_t *ppos)
2006 {
2007         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2008         int ret;
2009
2010         if (write)
2011                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2012                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2013         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2014         if (ret)
2015                 return ret;
2016         if (write) {
2017                 int oldval = user_zonelist_order;
2018                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2019                         /*
2020                          * bogus value.  restore saved string
2021                          */
2022                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2023                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2024                         user_zonelist_order = oldval;
2025                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2026                         build_all_zonelists();
2027         }
2028         return 0;
2029 }
2030
2031
2032 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2033 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2034
2035 /**
2036  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2037  * @node: node whose fallback list we're appending
2038  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2039  *
2040  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2041  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2042  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2043  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2044  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2045  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2046  * on them otherwise.
2047  * It returns -1 if no node is found.
2048  */
2049 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2050 {
2051         int n, val;
2052         int min_val = INT_MAX;
2053         int best_node = -1;
2054
2055         /* Use the local node if we haven't already */
2056         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2057                 node_set(node, *used_node_mask);
2058                 return node;
2059         }
2060
2061         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2062                 cpumask_t tmp;
2063
2064                 /* Don't want a node to appear more than once */
2065                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2066                         continue;
2067
2068                 /* Use the distance array to find the distance */
2069                 val = node_distance(node, n);
2070
2071                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2072                 val += (n < node);
2073
2074                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2075                 tmp = node_to_cpumask(n);
2076                 if (!cpus_empty(tmp))
2077                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2078
2079                 /* Slight preference for less loaded node */
2080                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2081                 val += node_load[n];
2082
2083                 if (val < min_val) {
2084                         min_val = val;
2085                         best_node = n;
2086                 }
2087         }
2088
2089         if (best_node >= 0)
2090                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2091
2092         return best_node;
2093 }
2094
2095
2096 /*
2097  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2098  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2099  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2100  */
2101 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2102 {
2103         enum zone_type i;
2104         int j;
2105         struct zonelist *zonelist;
2106
2107         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2108                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2109                 for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++)
2110                         ;
2111                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2112                 zonelist->zones[j] = NULL;
2113         }
2114 }
2115
2116 /*
2117  * Build gfp_thisnode zonelists
2118  */
2119 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2120 {
2121         enum zone_type i;
2122         int j;
2123         struct zonelist *zonelist;
2124
2125         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2126                 zonelist = pgdat->node_zonelists + MAX_NR_ZONES + i;
2127                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
2128                 zonelist->zones[j] = NULL;
2129         }
2130 }
2131
2132 /*
2133  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2134  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2135  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2136  * may still exist in local DMA zone.
2137  */
2138 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2139
2140 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2141 {
2142         enum zone_type i;
2143         int pos, j, node;
2144         int zone_type;          /* needs to be signed */
2145         struct zone *z;
2146         struct zonelist *zonelist;
2147
2148         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2149                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2150                 pos = 0;
2151                 for (zone_type = i; zone_type >= 0; zone_type--) {
2152                         for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2153                                 node = node_order[j];
2154                                 z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2155                                 if (populated_zone(z)) {
2156                                         zonelist->zones[pos++] = z;
2157                                         check_highest_zone(zone_type);
2158                                 }
2159                         }
2160                 }
2161                 zonelist->zones[pos] = NULL;
2162         }
2163 }
2164
2165 static int default_zonelist_order(void)
2166 {
2167         int nid, zone_type;
2168         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2169         struct zone *z;
2170         int average_size;
2171         /*
2172          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2173          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2174          * into OOM very easily.
2175          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2176          */
2177         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2178         low_kmem_size = 0;
2179         total_size = 0;
2180         for_each_online_node(nid) {
2181                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2182                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2183                         if (populated_zone(z)) {
2184                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2185                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2186                                 total_size += z->present_pages;
2187                         }
2188                 }
2189         }
2190         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2191             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2192                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2193         /*
2194          * look into each node's config.
2195          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2196          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2197          */
2198         average_size = total_size /
2199                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2200         for_each_online_node(nid) {
2201                 low_kmem_size = 0;
2202                 total_size = 0;
2203                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2204                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2205                         if (populated_zone(z)) {
2206                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2207                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2208                                 total_size += z->present_pages;
2209                         }
2210                 }
2211                 if (low_kmem_size &&
2212                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2213                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2214                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2215         }
2216         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2217 }
2218
2219 static void set_zonelist_order(void)
2220 {
2221         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2222                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2223         else
2224                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2225 }
2226
2227 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2228 {
2229         int j, node, load;
2230         enum zone_type i;
2231         nodemask_t used_mask;
2232         int local_node, prev_node;
2233         struct zonelist *zonelist;
2234         int order = current_zonelist_order;
2235
2236         /* initialize zonelists */
2237         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2238                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2239                 zonelist->zones[0] = NULL;
2240         }
2241
2242         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2243         local_node = pgdat->node_id;
2244         load = num_online_nodes();
2245         prev_node = local_node;
2246         nodes_clear(used_mask);
2247
2248         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2249         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2250         j = 0;
2251
2252         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2253                 int distance = node_distance(local_node, node);
2254
2255                 /*
2256                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2257                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2258                  */
2259                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2260                         zone_reclaim_mode = 1;
2261
2262                 /*
2263                  * We don't want to pressure a particular node.
2264                  * So adding penalty to the first node in same
2265                  * distance group to make it round-robin.
2266                  */
2267                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2268                         node_load[node] = load;
2269
2270                 prev_node = node;
2271                 load--;
2272                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2273                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2274                 else
2275                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2276         }
2277
2278         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2279                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2280                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2281         }
2282
2283         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2284 }
2285
2286 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2287 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2288 {
2289         int i;
2290
2291         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2292                 struct zonelist *zonelist;
2293                 struct zonelist_cache *zlc;
2294                 struct zone **z;
2295
2296                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2297                 zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2298                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2299                 for (z = zonelist->zones; *z; z++)
2300                         zlc->z_to_n[z - zonelist->zones] = zone_to_nid(*z);
2301         }
2302 }
2303
2304
2305 #else   /* CONFIG_NUMA */
2306
2307 static void set_zonelist_order(void)
2308 {
2309         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2310 }
2311
2312 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2313 {
2314         int node, local_node;
2315         enum zone_type i,j;
2316
2317         local_node = pgdat->node_id;
2318         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2319                 struct zonelist *zonelist;
2320
2321                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2322
2323                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
2324                 /*
2325                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2326                  * of all the other nodes.
2327                  * We don't want to pressure a particular node, so when
2328                  * building the zones for node N, we make sure that the
2329                  * zones coming right after the local ones are those from
2330                  * node N+1 (modulo N)
2331                  */
2332                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2333                         if (!node_online(node))
2334                                 continue;
2335                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2336                 }
2337                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
2338                         if (!node_online(node))
2339                                 continue;
2340                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2341                 }
2342
2343                 zonelist->zones[j] = NULL;
2344         }
2345 }
2346
2347 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2348 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2349 {
2350         int i;
2351
2352         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2353                 pgdat->node_zonelists[i].zlcache_ptr = NULL;
2354 }
2355
2356 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2357
2358 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
2359 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2360 {
2361         int nid;
2362
2363         for_each_online_node(nid) {
2364                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2365
2366                 build_zonelists(pgdat);
2367                 build_zonelist_cache(pgdat);
2368         }
2369         return 0;
2370 }
2371
2372 void build_all_zonelists(void)
2373 {
2374         set_zonelist_order();
2375
2376         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2377                 __build_all_zonelists(NULL);
2378                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2379         } else {
2380                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
2381                    of zonelist */
2382                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
2383                 /* cpuset refresh routine should be here */
2384         }
2385         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2386         /*
2387          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2388          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2389          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2390          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2391          * disabled and enable it later
2392          */
2393         if (vm_total_pages < (MAX_ORDER_NR_PAGES * MIGRATE_TYPES))
2394                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2395         else
2396                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2397
2398         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2399                 "Total pages: %ld\n",
2400                         num_online_nodes(),
2401                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2402                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2403                         vm_total_pages);
2404 #ifdef CONFIG_NUMA
2405         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2406 #endif
2407 }
2408
2409 /*
2410  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2411  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2412  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2413  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2414  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2415  * conservative, even though it seems large.
2416  *
2417  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2418  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2419  */
2420 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2421
2422 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2423 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2424 {
2425         unsigned long size = 1;
2426
2427         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2428
2429         while (size < pages)
2430                 size <<= 1;
2431
2432         /*
2433          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2434          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2435          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2436          */
2437         size = min(size, 4096UL);
2438
2439         return max(size, 4UL);
2440 }
2441 #else
2442 /*
2443  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2444  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2445  *
2446  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2447  *
2448  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2449  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2450  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2451  *
2452  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2453  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2454  *
2455  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2456  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2457  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2458  */
2459 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2460 {
2461         return 4096UL;
2462 }
2463 #endif
2464
2465 /*
2466  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2467  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2468  * hash function before the remainder is taken.
2469  */
2470 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2471 {
2472         return ffz(~size);
2473 }
2474
2475 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2476
2477 /*
2478  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2479  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2480  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2481  */
2482 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2483                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2484 {
2485         struct page *page;
2486         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2487         unsigned long pfn;
2488
2489         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2490                 /*
2491                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2492                  * handed to this function.  They do not
2493                  * exist on hotplugged memory.
2494                  */
2495                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2496                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2497                                 continue;
2498                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2499                                 continue;
2500                 }
2501                 page = pfn_to_page(pfn);
2502                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2503                 init_page_count(page);
2504                 reset_page_mapcount(page);
2505                 SetPageReserved(page);
2506
2507                 /*
2508                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2509                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2510                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2511                  * the address space during boot when many long-lived
2512                  * kernel allocations are made
2513                  */
2514                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2515
2516                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2517 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2518                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2519                 if (!is_highmem_idx(zone))
2520                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2521 #endif
2522         }
2523 }
2524
2525 static void __meminit zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat,
2526                                 struct zone *zone, unsigned long size)
2527 {
2528         int order, t;
2529         for_each_migratetype_order(order, t) {
2530                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2531                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2532         }
2533 }
2534
2535 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2536 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2537         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2538 #endif
2539
2540 static int __devinit zone_batchsize(struct zone *zone)
2541 {
2542         int batch;
2543
2544         /*
2545          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2546          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2547          *
2548          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2549          */
2550         batch = zone->present_pages / 1024;
2551         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2552                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2553         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2554         if (batch < 1)
2555                 batch = 1;
2556
2557         /*
2558          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2559          * of 2 value was found to be more likely to have
2560          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2561          *
2562          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2563          * batches of pages, one task can end up with a lot
2564          * of pages of one half of the possible page colors
2565          * and the other with pages of the other colors.
2566          */
2567         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2568
2569         return batch;
2570 }
2571
2572 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2573 {
2574         struct per_cpu_pages *pcp;
2575
2576         memset(p, 0, sizeof(*p));
2577
2578         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
2579         pcp->count = 0;
2580         pcp->high = 6 * batch;
2581         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2582         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2583
2584         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
2585         pcp->count = 0;
2586         pcp->high = 2 * batch;
2587         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
2588         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2589 }
2590
2591 /*
2592  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2593  * to the value high for the pageset p.
2594  */
2595
2596 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2597                                 unsigned long high)
2598 {
2599         struct per_cpu_pages *pcp;
2600
2601         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
2602         pcp->high = high;
2603         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2604         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2605                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2606 }
2607
2608
2609 #ifdef CONFIG_NUMA
2610 /*
2611  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2612  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2613  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2614  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2615  * with interrupts disabled.
2616  *
2617  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2618  *
2619  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2620  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2621  * hotplugged processors.
2622  *
2623  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2624  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2625  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2626  */
2627 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2628
2629 /*
2630  * Dynamically allocate memory for the
2631  * per cpu pageset array in struct zone.
2632  */
2633 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2634 {
2635         struct zone *zone, *dzone;
2636         int node = cpu_to_node(cpu);
2637
2638         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2639
2640         for_each_zone(zone) {
2641
2642                 if (!populated_zone(zone))
2643                         continue;
2644
2645                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2646                                          GFP_KERNEL, node);
2647                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2648                         goto bad;
2649
2650                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2651
2652                 if (percpu_pagelist_fraction)
2653                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2654                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2655         }
2656
2657         return 0;
2658 bad:
2659         for_each_zone(dzone) {
2660                 if (!populated_zone(dzone))
2661                         continue;
2662                 if (dzone == zone)
2663                         break;
2664                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2665                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2666         }
2667         return -ENOMEM;
2668 }
2669
2670 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2671 {
2672         struct zone *zone;
2673
2674         for_each_zone(zone) {
2675                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2676
2677                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2678                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2679                         kfree(pset);
2680                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2681         }
2682 }
2683
2684 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2685                 unsigned long action,
2686                 void *hcpu)
2687 {
2688         int cpu = (long)hcpu;
2689         int ret = NOTIFY_OK;
2690
2691         switch (action) {
2692         case CPU_UP_PREPARE:
2693         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2694                 if (process_zones(cpu))
2695                         ret = NOTIFY_BAD;
2696                 break;
2697         case CPU_UP_CANCELED:
2698         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2699         case CPU_DEAD:
2700         case CPU_DEAD_FROZEN:
2701                 free_zone_pagesets(cpu);
2702                 break;
2703         default:
2704                 break;
2705         }
2706         return ret;
2707 }
2708
2709 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2710         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2711
2712 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2713 {
2714         int err;
2715
2716         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2717          * A cpuup callback will do this for every cpu
2718          * as it comes online
2719          */
2720         err = process_zones(smp_processor_id());
2721         BUG_ON(err);
2722         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2723 }
2724
2725 #endif
2726
2727 static noinline __init_refok
2728 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2729 {
2730         int i;
2731         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2732         size_t alloc_size;
2733
2734         /*
2735          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2736          * per zone.
2737          */
2738         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2739                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2740         zone->wait_table_bits =
2741                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2742         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2743                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2744
2745         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2746                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2747                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2748         } else {
2749                 /*
2750                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2751                  * via memory hot-add.
2752                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2753                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2754                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2755                  * node itself as well.
2756                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2757                  * necessary.
2758                  */
2759                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2760         }
2761         if (!zone->wait_table)
2762                 return -ENOMEM;
2763
2764         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2765                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2766
2767         return 0;
2768 }
2769
2770 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2771 {
2772         int cpu;
2773         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2774
2775         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2776 #ifdef CONFIG_NUMA
2777                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2778                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2779                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2780 #else
2781                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2782 #endif
2783         }
2784         if (zone->present_pages)
2785                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2786                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2787 }
2788
2789 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2790                                         unsigned long zone_start_pfn,
2791                                         unsigned long size,
2792                                         enum memmap_context context)
2793 {
2794         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2795         int ret;
2796         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2797         if (ret)
2798                 return ret;
2799         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2800
2801         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2802
2803         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2804
2805         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2806
2807         return 0;
2808 }
2809
2810 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2811 /*
2812  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2813  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2814  */
2815 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2816 {
2817         int i;
2818
2819         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2820                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2821                         return i;
2822
2823         return -1;
2824 }
2825
2826 /*
2827  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2828  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardles of node
2829  */
2830 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2831 {
2832         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2833                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2834                         return index;
2835
2836         return -1;
2837 }
2838
2839 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2840 /*
2841  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2842  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2843  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2844  * alternative
2845  */
2846 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2847 {
2848         int i;
2849
2850         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2851                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2852                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2853
2854                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2855                         return early_node_map[i].nid;
2856         }
2857
2858         return 0;
2859 }
2860 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2861
2862 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2863 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2864         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2865                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2866
2867 /**
2868  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2869  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2870  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2871  *
2872  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2873  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2874  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2875  */
2876 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2877                                                 unsigned long max_low_pfn)
2878 {
2879         int i;
2880
2881         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2882                 unsigned long size_pages = 0;
2883                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2884
2885                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2886                         continue;
2887
2888                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2889                         end_pfn = max_low_pfn;
2890
2891                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2892                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2893                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2894                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2895         }
2896 }
2897
2898 /**
2899  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2900  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2901  *
2902  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2903  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2904  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2905  */
2906 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2907 {
2908         int i;
2909
2910         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2911                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2912                                 early_node_map[i].start_pfn,
2913                                 early_node_map[i].end_pfn);
2914 }
2915
2916 /**
2917  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2918  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2919  * @start_pfn: The start pfn of the node
2920  * @end_pfn: The end pfn of the node
2921  *
2922  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2923  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2924  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2925  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2926  * be used later.
2927  */
2928 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2929 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2930                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2931 {
2932         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2933                         nid, start_pfn, end_pfn);
2934
2935         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2936         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2937                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2938
2939         /* Update the boundaries */
2940         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2941                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2942         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2943                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2944 }
2945
2946 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
2947 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
2948                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2949 {
2950         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
2951                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
2952
2953         /* Return if boundary information has not been provided */
2954         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2955                 return;
2956
2957         /* Check the boundaries and update if necessary */
2958         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
2959                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
2960         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
2961                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
2962 }
2963 #else
2964 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2965                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
2966
2967 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
2968                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
2969 #endif
2970
2971
2972 /**
2973  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
2974  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
2975  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
2976  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
2977  *
2978  * It returns the start and end page frame of a node based on information
2979  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
2980  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
2981  * PFNs will be 0.
2982  */
2983 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2984                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2985 {
2986         int i;
2987         *start_pfn = -1UL;
2988         *end_pfn = 0;
2989
2990         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2991                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2992                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2993         }
2994
2995         if (*start_pfn == -1UL)
2996                 *start_pfn = 0;
2997
2998         /* Push the node boundaries out if requested */
2999         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3000 }
3001
3002 /*
3003  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3004  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3005  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3006  */
3007 void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3008 {
3009         int zone_index;
3010         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3011                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3012                         continue;
3013
3014                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3015                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3016                         break;
3017         }
3018
3019         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3020         movable_zone = zone_index;
3021 }
3022
3023 /*
3024  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3025  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3026  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3027  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3028  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3029  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3030  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3031  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3032  */
3033 void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3034                                         unsigned long zone_type,
3035                                         unsigned long node_start_pfn,
3036                                         unsigned long node_end_pfn,
3037                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3038                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3039 {
3040         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3041         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3042                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3043                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3044                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3045                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3046                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3047
3048                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3049                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3050                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3051                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3052
3053                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3054                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3055                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3056         }
3057 }
3058
3059 /*
3060  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3061  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3062  */
3063 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3064                                         unsigned long zone_type,
3065                                         unsigned long *ignored)
3066 {
3067         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3068         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3069
3070         /* Get the start and end of the node and zone */
3071         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3072         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3073         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3074         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3075                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3076                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3077
3078         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3079         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3080                 return 0;
3081
3082         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3083         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3084         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3085
3086         /* Return the spanned pages */
3087         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3088 }
3089
3090 /*
3091  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3092  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3093  */
3094 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3095                                 unsigned long range_start_pfn,
3096                                 unsigned long range_end_pfn)
3097 {
3098         int i = 0;
3099         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3100         unsigned long start_pfn;
3101
3102         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3103         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3104         if (i == -1)
3105                 return 0;
3106
3107         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3108
3109         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3110         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3111                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3112
3113         /* Find all holes for the zone within the node */
3114         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3115
3116                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3117                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3118                         break;
3119
3120                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3121                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3122                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3123
3124                 /* Update the hole size cound and move on */
3125                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3126                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3127                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3128                 }
3129                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3130         }
3131
3132         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3133         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3134                 hole_pages += range_end_pfn -
3135                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3136
3137         return hole_pages;
3138 }
3139
3140 /**
3141  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3142  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3143  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3144  *
3145  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3146  */
3147 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3148                                                         unsigned long end_pfn)
3149 {
3150         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3151 }
3152
3153 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3154 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3155                                         unsigned long zone_type,
3156                                         unsigned long *ignored)
3157 {
3158         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3159         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3160
3161         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3162         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3163                                                         node_start_pfn);
3164         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3165                                                         node_end_pfn);
3166
3167         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3168                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3169                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3170         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3171 }
3172
3173 #else
3174 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3175                                         unsigned long zone_type,
3176                                         unsigned long *zones_size)
3177 {
3178         return zones_size[zone_type];
3179 }
3180
3181 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3182                                                 unsigned long zone_type,
3183                                                 unsigned long *zholes_size)
3184 {
3185         if (!zholes_size)
3186                 return 0;
3187
3188         return zholes_size[zone_type];
3189 }
3190
3191 #endif
3192
3193 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3194                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3195 {
3196         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3197         enum zone_type i;
3198
3199         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3200                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3201                                                                 zones_size);
3202         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3203
3204         realtotalpages = totalpages;
3205         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3206                 realtotalpages -=
3207                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3208                                                                 zholes_size);
3209         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3210         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3211                                                         realtotalpages);
3212 }
3213
3214 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3215 /*
3216  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3217  * Start by making sure zonesize is a multiple of MAX_ORDER-1 by rounding up
3218  * Then figure 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per MAX_ORDER-1, finally
3219  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3220  * bytes.
3221  */
3222 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3223 {
3224         unsigned long usemapsize;
3225
3226         usemapsize = roundup(zonesize, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3227         usemapsize = usemapsize >> (MAX_ORDER-1);
3228         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3229         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3230
3231         return usemapsize / 8;
3232 }
3233
3234 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3235                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3236 {
3237         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3238         zone->pageblock_flags = NULL;
3239         if (usemapsize) {
3240                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3241                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3242         }
3243 }
3244 #else
3245 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3246                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3247 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3248
3249 /*
3250  * Set up the zone data structures:
3251  *   - mark all pages reserved
3252  *   - mark all memory queues empty
3253  *   - clear the memory bitmaps
3254  */
3255 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3256                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3257 {
3258         enum zone_type j;
3259         int nid = pgdat->node_id;
3260         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3261         int ret;
3262
3263         pgdat_resize_init(pgdat);
3264         pgdat->nr_zones = 0;
3265         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3266         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3267         
3268         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3269                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3270                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3271
3272                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3273                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3274                                                                 zholes_size);
3275
3276                 /*
3277                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3278                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3279                  * and per-cpu initialisations
3280                  */
3281                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3282                 if (realsize >= memmap_pages) {
3283                         realsize -= memmap_pages;
3284                         printk(KERN_DEBUG
3285                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3286                                 zone_names[j], memmap_pages);
3287                 } else
3288                         printk(KERN_WARNING
3289                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3290                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3291
3292                 /* Account for reserved pages */
3293                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3294                         realsize -= dma_reserve;
3295                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3296                                         zone_names[0], dma_reserve);
3297                 }
3298
3299                 if (!is_highmem_idx(j))
3300                         nr_kernel_pages += realsize;
3301                 nr_all_pages += realsize;
3302
3303                 zone->spanned_pages = size;
3304                 zone->present_pages = realsize;
3305 #ifdef CONFIG_NUMA
3306                 zone->node = nid;
3307                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3308                                                 / 100;
3309                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3310 #endif
3311                 zone->name = zone_names[j];
3312                 spin_lock_init(&zone->lock);
3313                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3314                 zone_seqlock_init(zone);
3315                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3316
3317                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3318
3319                 zone_pcp_init(zone);
3320                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
3321                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
3322                 zone->nr_scan_active = 0;
3323                 zone->nr_scan_inactive = 0;
3324                 zap_zone_vm_stats(zone);
3325                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
3326                 if (!size)
3327                         continue;
3328
3329                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3330                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3331                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3332                 BUG_ON(ret);
3333                 zone_start_pfn += size;
3334         }
3335 }
3336
3337 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3338 {
3339         /* Skip empty nodes */
3340         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3341                 return;
3342
3343 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3344         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3345         if (!pgdat->node_mem_map) {
3346                 unsigned long size, start, end;
3347                 struct page *map;
3348
3349                 /*
3350                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3351                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3352                  * for the buddy allocator to function correctly.
3353                  */
3354                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3355                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3356                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);