mm: have zonelist contains structs with both a zone pointer and zone_idx
[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/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/oom.h>
32 #include <linux/notifier.h>
33 #include <linux/topology.h>
34 #include <linux/sysctl.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/memory_hotplug.h>
38 #include <linux/nodemask.h>
39 #include <linux/vmalloc.h>
40 #include <linux/mempolicy.h>
41 #include <linux/stop_machine.h>
42 #include <linux/sort.h>
43 #include <linux/pfn.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/fault-inject.h>
46 #include <linux/page-isolation.h>
47 #include <linux/memcontrol.h>
48
49 #include <asm/tlbflush.h>
50 #include <asm/div64.h>
51 #include "internal.h"
52
53 /*
54  * Array of node states.
55  */
56 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
57         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
58         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
59 #ifndef CONFIG_NUMA
60         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
61 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
62         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
63 #endif
64         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
65 #endif  /* NUMA */
66 };
67 EXPORT_SYMBOL(node_states);
68
69 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
70 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
71 long nr_swap_pages;
72 int percpu_pagelist_fraction;
73
74 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
75 int pageblock_order __read_mostly;
76 #endif
77
78 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
79
80 /*
81  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
82  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
83  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
84  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
85  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
86  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
87  *
88  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
89  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
90  */
91 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
92 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
93          256,
94 #endif
95 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
96          256,
97 #endif
98 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
99          32,
100 #endif
101          32,
102 };
103
104 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
105
106 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
107 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
108          "DMA",
109 #endif
110 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
111          "DMA32",
112 #endif
113          "Normal",
114 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
115          "HighMem",
116 #endif
117          "Movable",
118 };
119
120 int min_free_kbytes = 1024;
121
122 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
123 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
124 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
125
126 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
127   /*
128    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
129    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
130    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
131    * so the number of times add_active_range() can be called is
132    * related to the number of nodes and the number of holes
133    */
134   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
135     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
136     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
137   #else
138     #if MAX_NUMNODES >= 32
139       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
140       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
141     #else
142       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
143       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
144     #endif
145   #endif
146
147   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
148   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
149   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
150   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
151 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
152   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
153   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
154 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
155   unsigned long __initdata required_kernelcore;
156   static unsigned long __initdata required_movablecore;
157   unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
158
159   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
160   int movable_zone;
161   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
162 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
163
164 #if MAX_NUMNODES > 1
165 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
166 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
167 #endif
168
169 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
170
171 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
172 {
173         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
174                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
175 }
176
177 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
178 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
179 {
180         int ret = 0;
181         unsigned seq;
182         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
183
184         do {
185                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
186                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
187                         ret = 1;
188                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
189                         ret = 1;
190         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
191
192         return ret;
193 }
194
195 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
196 {
197         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
198                 return 0;
199         if (zone != page_zone(page))
200                 return 0;
201
202         return 1;
203 }
204 /*
205  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
206  */
207 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
208 {
209         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
210                 return 1;
211         if (!page_is_consistent(zone, page))
212                 return 1;
213
214         return 0;
215 }
216 #else
217 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
218 {
219         return 0;
220 }
221 #endif
222
223 static void bad_page(struct page *page)
224 {
225         void *pc = page_get_page_cgroup(page);
226
227         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n" KERN_EMERG
228                 "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n",
229                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
230                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
231                 page_mapcount(page), page_count(page));
232         if (pc) {
233                 printk(KERN_EMERG "cgroup:%p\n", pc);
234                 page_reset_bad_cgroup(page);
235         }
236         printk(KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
237                 KERN_EMERG "Backtrace:\n");
238         dump_stack();
239         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
240                         1 << PG_private |
241                         1 << PG_locked  |
242                         1 << PG_active  |
243                         1 << PG_dirty   |
244                         1 << PG_reclaim |
245                         1 << PG_slab    |
246                         1 << PG_swapcache |
247                         1 << PG_writeback |
248                         1 << PG_buddy );
249         set_page_count(page, 0);
250         reset_page_mapcount(page);
251         page->mapping = NULL;
252         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
253 }
254
255 /*
256  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
257  *
258  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
259  *
260  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
261  *
262  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
263  * the head page (even the head page has this).
264  *
265  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
266  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
267  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
268  */
269
270 static void free_compound_page(struct page *page)
271 {
272         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
273 }
274
275 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
276 {
277         int i;
278         int nr_pages = 1 << order;
279
280         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
281         set_compound_order(page, order);
282         __SetPageHead(page);
283         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
284                 struct page *p = page + i;
285
286                 __SetPageTail(p);
287                 p->first_page = page;
288         }
289 }
290
291 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
292 {
293         int i;
294         int nr_pages = 1 << order;
295
296         if (unlikely(compound_order(page) != order))
297                 bad_page(page);
298
299         if (unlikely(!PageHead(page)))
300                         bad_page(page);
301         __ClearPageHead(page);
302         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
303                 struct page *p = page + i;
304
305                 if (unlikely(!PageTail(p) |
306                                 (p->first_page != page)))
307                         bad_page(page);
308                 __ClearPageTail(p);
309         }
310 }
311
312 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
313 {
314         int i;
315
316         /*
317          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
318          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
319          */
320         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
321         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
322                 clear_highpage(page + i);
323 }
324
325 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
326 {
327         set_page_private(page, order);
328         __SetPageBuddy(page);
329 }
330
331 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
332 {
333         __ClearPageBuddy(page);
334         set_page_private(page, 0);
335 }
336
337 /*
338  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
339  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
340  *
341  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
342  * the following equation:
343  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
344  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
345  * 1 buddy is #10:
346  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
347  *
348  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
349  * satisfies the following equation:
350  *     P = B & ~(1 << O)
351  *
352  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
353  */
354 static inline struct page *
355 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
356 {
357         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
358
359         return page + (buddy_idx - page_idx);
360 }
361
362 static inline unsigned long
363 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
364 {
365         return (page_idx & ~(1 << order));
366 }
367
368 /*
369  * This function checks whether a page is free && is the buddy
370  * we can do coalesce a page and its buddy if
371  * (a) the buddy is not in a hole &&
372  * (b) the buddy is in the buddy system &&
373  * (c) a page and its buddy have the same order &&
374  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
375  *
376  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
377  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
378  *
379  * For recording page's order, we use page_private(page).
380  */
381 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
382                                                                 int order)
383 {
384         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
385                 return 0;
386
387         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
388                 return 0;
389
390         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
391                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
392                 return 1;
393         }
394         return 0;
395 }
396
397 /*
398  * Freeing function for a buddy system allocator.
399  *
400  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
401  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
402  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
403  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
404  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
405  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
406  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
407  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
408  * parts of the VM system.
409  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
410  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
411  * order is recorded in page_private(page) field.
412  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
413  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
414  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
415  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
416  * triggers coalescing into a block of larger size.            
417  *
418  * -- wli
419  */
420
421 static inline void __free_one_page(struct page *page,
422                 struct zone *zone, unsigned int order)
423 {
424         unsigned long page_idx;
425         int order_size = 1 << order;
426         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
427
428         if (unlikely(PageCompound(page)))
429                 destroy_compound_page(page, order);
430
431         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
432
433         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
434         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
435
436         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
437         while (order < MAX_ORDER-1) {
438                 unsigned long combined_idx;
439                 struct page *buddy;
440
441                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
442                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
443                         break;          /* Move the buddy up one level. */
444
445                 list_del(&buddy->lru);
446                 zone->free_area[order].nr_free--;
447                 rmv_page_order(buddy);
448                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
449                 page = page + (combined_idx - page_idx);
450                 page_idx = combined_idx;
451                 order++;
452         }
453         set_page_order(page, order);
454         list_add(&page->lru,
455                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
456         zone->free_area[order].nr_free++;
457 }
458
459 static inline int free_pages_check(struct page *page)
460 {
461         if (unlikely(page_mapcount(page) |
462                 (page->mapping != NULL)  |
463                 (page_get_page_cgroup(page) != NULL) |
464                 (page_count(page) != 0)  |
465                 (page->flags & (
466                         1 << PG_lru     |
467                         1 << PG_private |
468                         1 << PG_locked  |
469                         1 << PG_active  |
470                         1 << PG_slab    |
471                         1 << PG_swapcache |
472                         1 << PG_writeback |
473                         1 << PG_reserved |
474                         1 << PG_buddy ))))
475                 bad_page(page);
476         if (PageDirty(page))
477                 __ClearPageDirty(page);
478         /*
479          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
480          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
481          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
482          */
483         return PageReserved(page);
484 }
485
486 /*
487  * Frees a list of pages. 
488  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
489  * count is the number of pages to free.
490  *
491  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
492  * see if this freeing clears that state.
493  *
494  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
495  * pinned" detection logic.
496  */
497 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
498                                         struct list_head *list, int order)
499 {
500         spin_lock(&zone->lock);
501         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
502         zone->pages_scanned = 0;
503         while (count--) {
504                 struct page *page;
505
506                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
507                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
508                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
509                 list_del(&page->lru);
510                 __free_one_page(page, zone, order);
511         }
512         spin_unlock(&zone->lock);
513 }
514
515 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
516 {
517         spin_lock(&zone->lock);
518         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
519         zone->pages_scanned = 0;
520         __free_one_page(page, zone, order);
521         spin_unlock(&zone->lock);
522 }
523
524 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
525 {
526         unsigned long flags;
527         int i;
528         int reserved = 0;
529
530         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
531                 reserved += free_pages_check(page + i);
532         if (reserved)
533                 return;
534
535         if (!PageHighMem(page))
536                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
537         arch_free_page(page, order);
538         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
539
540         local_irq_save(flags);
541         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
542         free_one_page(page_zone(page), page, order);
543         local_irq_restore(flags);
544 }
545
546 /*
547  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
548  */
549 void __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
550 {
551         if (order == 0) {
552                 __ClearPageReserved(page);
553                 set_page_count(page, 0);
554                 set_page_refcounted(page);
555                 __free_page(page);
556         } else {
557                 int loop;
558
559                 prefetchw(page);
560                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
561                         struct page *p = &page[loop];
562
563                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
564                                 prefetchw(p + 1);
565                         __ClearPageReserved(p);
566                         set_page_count(p, 0);
567                 }
568
569                 set_page_refcounted(page);
570                 __free_pages(page, order);
571         }
572 }
573
574
575 /*
576  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
577  * Please do not alter this order without good reasons and regression
578  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
579  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
580  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
581  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
582  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
583  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
584  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
585  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
586  *
587  * -- wli
588  */
589 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
590         int low, int high, struct free_area *area,
591         int migratetype)
592 {
593         unsigned long size = 1 << high;
594
595         while (high > low) {
596                 area--;
597                 high--;
598                 size >>= 1;
599                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
600                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
601                 area->nr_free++;
602                 set_page_order(&page[size], high);
603         }
604 }
605
606 /*
607  * This page is about to be returned from the page allocator
608  */
609 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
610 {
611         if (unlikely(page_mapcount(page) |
612                 (page->mapping != NULL)  |
613                 (page_get_page_cgroup(page) != NULL) |
614                 (page_count(page) != 0)  |
615                 (page->flags & (
616                         1 << PG_lru     |
617                         1 << PG_private |
618                         1 << PG_locked  |
619                         1 << PG_active  |
620                         1 << PG_dirty   |
621                         1 << PG_slab    |
622                         1 << PG_swapcache |
623                         1 << PG_writeback |
624                         1 << PG_reserved |
625                         1 << PG_buddy ))))
626                 bad_page(page);
627
628         /*
629          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
630          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
631          */
632         if (PageReserved(page))
633                 return 1;
634
635         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_readahead |
636                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
637                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
638         set_page_private(page, 0);
639         set_page_refcounted(page);
640
641         arch_alloc_page(page, order);
642         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
643
644         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
645                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
646
647         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
648                 prep_compound_page(page, order);
649
650         return 0;
651 }
652
653 /*
654  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
655  * the smallest available page from the freelists
656  */
657 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
658                                                 int migratetype)
659 {
660         unsigned int current_order;
661         struct free_area * area;
662         struct page *page;
663
664         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
665         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
666                 area = &(zone->free_area[current_order]);
667                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
668                         continue;
669
670                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
671                                                         struct page, lru);
672                 list_del(&page->lru);
673                 rmv_page_order(page);
674                 area->nr_free--;
675                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
676                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
677                 return page;
678         }
679
680         return NULL;
681 }
682
683
684 /*
685  * This array describes the order lists are fallen back to when
686  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
687  */
688 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
689         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
690         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
691         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
692         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
693 };
694
695 /*
696  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
697  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
698  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
699  */
700 int move_freepages(struct zone *zone,
701                         struct page *start_page, struct page *end_page,
702                         int migratetype)
703 {
704         struct page *page;
705         unsigned long order;
706         int pages_moved = 0;
707
708 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
709         /*
710          * page_zone is not safe to call in this context when
711          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
712          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
713          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
714          * grouping pages by mobility
715          */
716         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
717 #endif
718
719         for (page = start_page; page <= end_page;) {
720                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
721                         page++;
722                         continue;
723                 }
724
725                 if (!PageBuddy(page)) {
726                         page++;
727                         continue;
728                 }
729
730                 order = page_order(page);
731                 list_del(&page->lru);
732                 list_add(&page->lru,
733                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
734                 page += 1 << order;
735                 pages_moved += 1 << order;
736         }
737
738         return pages_moved;
739 }
740
741 int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page, int migratetype)
742 {
743         unsigned long start_pfn, end_pfn;
744         struct page *start_page, *end_page;
745
746         start_pfn = page_to_pfn(page);
747         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
748         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
749         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
750         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
751
752         /* Do not cross zone boundaries */
753         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
754                 start_page = page;
755         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
756                 return 0;
757
758         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
759 }
760
761 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
762 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
763                                                 int start_migratetype)
764 {
765         struct free_area * area;
766         int current_order;
767         struct page *page;
768         int migratetype, i;
769
770         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
771         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
772                                                 --current_order) {
773                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
774                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
775
776                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
777                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
778                                 continue;
779
780                         area = &(zone->free_area[current_order]);
781                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
782                                 continue;
783
784                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
785                                         struct page, lru);
786                         area->nr_free--;
787
788                         /*
789                          * If breaking a large block of pages, move all free
790                          * pages to the preferred allocation list. If falling
791                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
792                          * agressive about taking ownership of free pages
793                          */
794                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
795                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
796                                 unsigned long pages;
797                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
798                                                                 start_migratetype);
799
800                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
801                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
802                                         set_pageblock_migratetype(page,
803                                                                 start_migratetype);
804
805                                 migratetype = start_migratetype;
806                         }
807
808                         /* Remove the page from the freelists */
809                         list_del(&page->lru);
810                         rmv_page_order(page);
811                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
812                                                         -(1UL << order));
813
814                         if (current_order == pageblock_order)
815                                 set_pageblock_migratetype(page,
816                                                         start_migratetype);
817
818                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
819                         return page;
820                 }
821         }
822
823         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
824         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
825 }
826
827 /*
828  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
829  * Call me with the zone->lock already held.
830  */
831 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
832                                                 int migratetype)
833 {
834         struct page *page;
835
836         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
837
838         if (unlikely(!page))
839                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
840
841         return page;
842 }
843
844 /* 
845  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
846  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
847  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
848  */
849 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
850                         unsigned long count, struct list_head *list,
851                         int migratetype)
852 {
853         int i;
854         
855         spin_lock(&zone->lock);
856         for (i = 0; i < count; ++i) {
857                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
858                 if (unlikely(page == NULL))
859                         break;
860
861                 /*
862                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
863                  * in physical page order. The page is added to the callers and
864                  * list and the list head then moves forward. From the callers
865                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
866                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
867                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
868                  * properly.
869                  */
870                 list_add(&page->lru, list);
871                 set_page_private(page, migratetype);
872                 list = &page->lru;
873         }
874         spin_unlock(&zone->lock);
875         return i;
876 }
877
878 #ifdef CONFIG_NUMA
879 /*
880  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
881  * currently executing processor on remote nodes after they have
882  * expired.
883  *
884  * Note that this function must be called with the thread pinned to
885  * a single processor.
886  */
887 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
888 {
889         unsigned long flags;
890         int to_drain;
891
892         local_irq_save(flags);
893         if (pcp->count >= pcp->batch)
894                 to_drain = pcp->batch;
895         else
896                 to_drain = pcp->count;
897         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
898         pcp->count -= to_drain;
899         local_irq_restore(flags);
900 }
901 #endif
902
903 /*
904  * Drain pages of the indicated processor.
905  *
906  * The processor must either be the current processor and the
907  * thread pinned to the current processor or a processor that
908  * is not online.
909  */
910 static void drain_pages(unsigned int cpu)
911 {
912         unsigned long flags;
913         struct zone *zone;
914
915         for_each_zone(zone) {
916                 struct per_cpu_pageset *pset;
917                 struct per_cpu_pages *pcp;
918
919                 if (!populated_zone(zone))
920                         continue;
921
922                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
923
924                 pcp = &pset->pcp;
925                 local_irq_save(flags);
926                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
927                 pcp->count = 0;
928                 local_irq_restore(flags);
929         }
930 }
931
932 /*
933  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
934  */
935 void drain_local_pages(void *arg)
936 {
937         drain_pages(smp_processor_id());
938 }
939
940 /*
941  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
942  */
943 void drain_all_pages(void)
944 {
945         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 0, 1);
946 }
947
948 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
949
950 void mark_free_pages(struct zone *zone)
951 {
952         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
953         unsigned long flags;
954         int order, t;
955         struct list_head *curr;
956
957         if (!zone->spanned_pages)
958                 return;
959
960         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
961
962         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
963         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
964                 if (pfn_valid(pfn)) {
965                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
966
967                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
968                                 swsusp_unset_page_free(page);
969                 }
970
971         for_each_migratetype_order(order, t) {
972                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
973                         unsigned long i;
974
975                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
976                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
977                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
978                 }
979         }
980         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
981 }
982 #endif /* CONFIG_PM */
983
984 /*
985  * Free a 0-order page
986  */
987 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
988 {
989         struct zone *zone = page_zone(page);
990         struct per_cpu_pages *pcp;
991         unsigned long flags;
992
993         if (PageAnon(page))
994                 page->mapping = NULL;
995         if (free_pages_check(page))
996                 return;
997
998         if (!PageHighMem(page))
999                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1000         arch_free_page(page, 0);
1001         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1002
1003         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
1004         local_irq_save(flags);
1005         __count_vm_event(PGFREE);
1006         if (cold)
1007                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
1008         else
1009                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
1010         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1011         pcp->count++;
1012         if (pcp->count >= pcp->high) {
1013                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1014                 pcp->count -= pcp->batch;
1015         }
1016         local_irq_restore(flags);
1017         put_cpu();
1018 }
1019
1020 void free_hot_page(struct page *page)
1021 {
1022         free_hot_cold_page(page, 0);
1023 }
1024         
1025 void free_cold_page(struct page *page)
1026 {
1027         free_hot_cold_page(page, 1);
1028 }
1029
1030 /*
1031  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1032  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1033  * Each sub-page must be freed individually.
1034  *
1035  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1036  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1037  */
1038 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1039 {
1040         int i;
1041
1042         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1043         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1044         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1045                 set_page_refcounted(page + i);
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1050  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1051  * or two.
1052  */
1053 static struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1054                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1055 {
1056         unsigned long flags;
1057         struct page *page;
1058         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1059         int cpu;
1060         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1061
1062 again:
1063         cpu  = get_cpu();
1064         if (likely(order == 0)) {
1065                 struct per_cpu_pages *pcp;
1066
1067                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1068                 local_irq_save(flags);
1069                 if (!pcp->count) {
1070                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1071                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1072                         if (unlikely(!pcp->count))
1073                                 goto failed;
1074                 }
1075
1076                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1077                 if (cold) {
1078                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1079                                 if (page_private(page) == migratetype)
1080                                         break;
1081                 } else {
1082                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1083                                 if (page_private(page) == migratetype)
1084                                         break;
1085                 }
1086
1087                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1088                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1089                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1090                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1091                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1092                 }
1093
1094                 list_del(&page->lru);
1095                 pcp->count--;
1096         } else {
1097                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1098                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1099                 spin_unlock(&zone->lock);
1100                 if (!page)
1101                         goto failed;
1102         }
1103
1104         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1105         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1106         local_irq_restore(flags);
1107         put_cpu();
1108
1109         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1110         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1111                 goto again;
1112         return page;
1113
1114 failed:
1115         local_irq_restore(flags);
1116         put_cpu();
1117         return NULL;
1118 }
1119
1120 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1121 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1122 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1123 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1124 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1125 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1126 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1127
1128 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1129
1130 static struct fail_page_alloc_attr {
1131         struct fault_attr attr;
1132
1133         u32 ignore_gfp_highmem;
1134         u32 ignore_gfp_wait;
1135         u32 min_order;
1136
1137 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1138
1139         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1140         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1141         struct dentry *min_order_file;
1142
1143 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1144
1145 } fail_page_alloc = {
1146         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1147         .ignore_gfp_wait = 1,
1148         .ignore_gfp_highmem = 1,
1149         .min_order = 1,
1150 };
1151
1152 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1153 {
1154         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1155 }
1156 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1157
1158 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1159 {
1160         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1161                 return 0;
1162         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1163                 return 0;
1164         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1165                 return 0;
1166         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1167                 return 0;
1168
1169         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1170 }
1171
1172 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1173
1174 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1175 {
1176         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1177         struct dentry *dir;
1178         int err;
1179
1180         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1181                                        "fail_page_alloc");
1182         if (err)
1183                 return err;
1184         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1185
1186         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1187                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1188                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1189
1190         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1191                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1192                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1193         fail_page_alloc.min_order_file =
1194                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1195                                    &fail_page_alloc.min_order);
1196
1197         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1198             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1199             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1200                 err = -ENOMEM;
1201                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1202                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1203                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1204                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1205         }
1206
1207         return err;
1208 }
1209
1210 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1211
1212 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1213
1214 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1215
1216 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1217 {
1218         return 0;
1219 }
1220
1221 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1222
1223 /*
1224  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1225  * of the allocation.
1226  */
1227 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1228                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1229 {
1230         /* free_pages my go negative - that's OK */
1231         long min = mark;
1232         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1233         int o;
1234
1235         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1236                 min -= min / 2;
1237         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1238                 min -= min / 4;
1239
1240         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1241                 return 0;
1242         for (o = 0; o < order; o++) {
1243                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1244                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1245
1246                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1247                 min >>= 1;
1248
1249                 if (free_pages <= min)
1250                         return 0;
1251         }
1252         return 1;
1253 }
1254
1255 #ifdef CONFIG_NUMA
1256 /*
1257  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1258  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1259  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1260  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1261  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1262  *
1263  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1264  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1265  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1266  *
1267  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1268  * nothing and returns NULL.
1269  *
1270  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1271  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1272  *
1273  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1274  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1275  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1276  * quickly as we can.
1277  */
1278 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1279 {
1280         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1281         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1282
1283         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1284         if (!zlc)
1285                 return NULL;
1286
1287        if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1288                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1289                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1290         }
1291
1292         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1293                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1294                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1295         return allowednodes;
1296 }
1297
1298 /*
1299  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1300  * if it is worth looking at further for free memory:
1301  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1302  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1303  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1304  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1305  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1306  * else return false (zero) if it is not.
1307  *
1308  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1309  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1310  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1311  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1312  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1313  * into the second scan of the zonelist.
1314  *
1315  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1316  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1317  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1318  * unturned looking for a free page.
1319  */
1320 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1321                                                 nodemask_t *allowednodes)
1322 {
1323         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1324         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1325         int n;                          /* node that zone *z is on */
1326
1327         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1328         if (!zlc)
1329                 return 1;
1330
1331         i = z - zonelist->_zonerefs;
1332         n = zlc->z_to_n[i];
1333
1334         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1335         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1336 }
1337
1338 /*
1339  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1340  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1341  * from that zone don't waste time re-examining it.
1342  */
1343 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1344 {
1345         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1346         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1347
1348         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1349         if (!zlc)
1350                 return;
1351
1352         i = z - zonelist->_zonerefs;
1353
1354         set_bit(i, zlc->fullzones);
1355 }
1356
1357 #else   /* CONFIG_NUMA */
1358
1359 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1360 {
1361         return NULL;
1362 }
1363
1364 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1365                                 nodemask_t *allowednodes)
1366 {
1367         return 1;
1368 }
1369
1370 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1371 {
1372 }
1373 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1374
1375 /*
1376  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1377  * a page.
1378  */
1379 static struct page *
1380 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1381                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags)
1382 {
1383         struct zoneref *z;
1384         struct page *page = NULL;
1385         int classzone_idx;
1386         struct zone *zone, *preferred_zone;
1387         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1388         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1389         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1390
1391         z = first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx);
1392         classzone_idx = zonelist_zone_idx(z);
1393         preferred_zone = zonelist_zone(z);
1394
1395 zonelist_scan:
1396         /*
1397          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1398          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1399          */
1400         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1401                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1402                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1403                                 continue;
1404                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1405                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1406                                 goto try_next_zone;
1407
1408                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1409                         unsigned long mark;
1410                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1411                                 mark = zone->pages_min;
1412                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1413                                 mark = zone->pages_low;
1414                         else
1415                                 mark = zone->pages_high;
1416                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1417                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1418                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1419                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1420                                         goto this_zone_full;
1421                         }
1422                 }
1423
1424                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1425                 if (page)
1426                         break;
1427 this_zone_full:
1428                 if (NUMA_BUILD)
1429                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1430 try_next_zone:
1431                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1432                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1433                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1434                         zlc_active = 1;
1435                         did_zlc_setup = 1;
1436                 }
1437         }
1438
1439         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1440                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1441                 zlc_active = 0;
1442                 goto zonelist_scan;
1443         }
1444         return page;
1445 }
1446
1447 /*
1448  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1449  */
1450 struct page *
1451 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1452                 struct zonelist *zonelist)
1453 {
1454         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1455         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1456         struct zoneref *z;
1457         struct zone *zone;
1458         struct page *page;
1459         struct reclaim_state reclaim_state;
1460         struct task_struct *p = current;
1461         int do_retry;
1462         int alloc_flags;
1463         int did_some_progress;
1464
1465         might_sleep_if(wait);
1466
1467         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1468                 return NULL;
1469
1470 restart:
1471         z = zonelist->_zonerefs;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1472
1473         if (unlikely(!z->zone)) {
1474                 /*
1475                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1476                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1477                  */
1478                 return NULL;
1479         }
1480
1481         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1482                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1483         if (page)
1484                 goto got_pg;
1485
1486         /*
1487          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1488          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1489          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1490          * using a larger set of nodes after it has established that the
1491          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1492          * over allocated.
1493          */
1494         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1495                 goto nopage;
1496
1497         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1498                 wakeup_kswapd(zone, order);
1499
1500         /*
1501          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1502          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1503          * to how we want to proceed.
1504          *
1505          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1506          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1507          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1508          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1509          */
1510         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1511         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1512                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1513         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1514                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1515         if (wait)
1516                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1517
1518         /*
1519          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1520          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1521          *
1522          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1523          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1524          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1525          */
1526         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist,
1527                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1528         if (page)
1529                 goto got_pg;
1530
1531         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1532
1533 rebalance:
1534         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1535                         && !in_interrupt()) {
1536                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1537 nofail_alloc:
1538                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1539                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1540                                 zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1541                         if (page)
1542                                 goto got_pg;
1543                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1544                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1545                                 goto nofail_alloc;
1546                         }
1547                 }
1548                 goto nopage;
1549         }
1550
1551         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1552         if (!wait)
1553                 goto nopage;
1554
1555         cond_resched();
1556
1557         /* We now go into synchronous reclaim */
1558         cpuset_memory_pressure_bump();
1559         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1560         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1561         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1562
1563         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask);
1564
1565         p->reclaim_state = NULL;
1566         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1567
1568         cond_resched();
1569
1570         if (order != 0)
1571                 drain_all_pages();
1572
1573         if (likely(did_some_progress)) {
1574                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1575                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1576                 if (page)
1577                         goto got_pg;
1578         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1579                 if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1580                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1581                         goto restart;
1582                 }
1583
1584                 /*
1585                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1586                  * very high watermark here, this is only to catch
1587                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1588                  * under heavy pressure.
1589                  */
1590                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1591                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1592                 if (page) {
1593                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1594                         goto got_pg;
1595                 }
1596
1597                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1598                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1599                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1600                         goto nopage;
1601                 }
1602
1603                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1604                 clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1605                 goto restart;
1606         }
1607
1608         /*
1609          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1610          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1611          *
1612          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1613          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1614          */
1615         do_retry = 0;
1616         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1617                 if ((order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) ||
1618                                                 (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1619                         do_retry = 1;
1620                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1621                         do_retry = 1;
1622         }
1623         if (do_retry) {
1624                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1625                 goto rebalance;
1626         }
1627
1628 nopage:
1629         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1630                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1631                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1632                         p->comm, order, gfp_mask);
1633                 dump_stack();
1634                 show_mem();
1635         }
1636 got_pg:
1637         return page;
1638 }
1639
1640 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1641
1642 /*
1643  * Common helper functions.
1644  */
1645 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1646 {
1647         struct page * page;
1648         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1649         if (!page)
1650                 return 0;
1651         return (unsigned long) page_address(page);
1652 }
1653
1654 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1655
1656 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1657 {
1658         struct page * page;
1659
1660         /*
1661          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1662          * a highmem page
1663          */
1664         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1665
1666         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1667         if (page)
1668                 return (unsigned long) page_address(page);
1669         return 0;
1670 }
1671
1672 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1673
1674 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1675 {
1676         int i = pagevec_count(pvec);
1677
1678         while (--i >= 0)
1679                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1680 }
1681
1682 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1683 {
1684         if (put_page_testzero(page)) {
1685                 if (order == 0)
1686                         free_hot_page(page);
1687                 else
1688                         __free_pages_ok(page, order);
1689         }
1690 }
1691
1692 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1693
1694 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1695 {
1696         if (addr != 0) {
1697                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1698                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1699         }
1700 }
1701
1702 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1703
1704 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1705 {
1706         struct zoneref *z;
1707         struct zone *zone;
1708
1709         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1710         unsigned int sum = 0;
1711
1712         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1713
1714         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1715                 unsigned long size = zone->present_pages;
1716                 unsigned long high = zone->pages_high;
1717                 if (size > high)
1718                         sum += size - high;
1719         }
1720
1721         return sum;
1722 }
1723
1724 /*
1725  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1726  */
1727 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1728 {
1729         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1730 }
1731 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1732
1733 /*
1734  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1735  */
1736 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1737 {
1738         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1739 }
1740
1741 static inline void show_node(struct zone *zone)
1742 {
1743         if (NUMA_BUILD)
1744                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1745 }
1746
1747 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1748 {
1749         val->totalram = totalram_pages;
1750         val->sharedram = 0;
1751         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1752         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1753         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1754         val->freehigh = nr_free_highpages();
1755         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1756 }
1757
1758 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1759
1760 #ifdef CONFIG_NUMA
1761 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1762 {
1763         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1764
1765         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1766         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1767 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1768         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1769         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1770                         NR_FREE_PAGES);
1771 #else
1772         val->totalhigh = 0;
1773         val->freehigh = 0;
1774 #endif
1775         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1776 }
1777 #endif
1778
1779 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1780
1781 /*
1782  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1783  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1784  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1785  */
1786 void show_free_areas(void)
1787 {
1788         int cpu;
1789         struct zone *zone;
1790
1791         for_each_zone(zone) {
1792                 if (!populated_zone(zone))
1793                         continue;
1794
1795                 show_node(zone);
1796                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1797
1798                 for_each_online_cpu(cpu) {
1799                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1800
1801                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1802
1803                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1804                                cpu, pageset->pcp.high,
1805                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1806                 }
1807         }
1808
1809         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1810                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1811                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1812                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1813                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1814                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1815                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1816                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1817                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1818                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1819                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1820                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1821                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1822
1823         for_each_zone(zone) {
1824                 int i;
1825
1826                 if (!populated_zone(zone))
1827                         continue;
1828
1829                 show_node(zone);
1830                 printk("%s"
1831                         " free:%lukB"
1832                         " min:%lukB"
1833                         " low:%lukB"
1834                         " high:%lukB"
1835                         " active:%lukB"
1836                         " inactive:%lukB"
1837                         " present:%lukB"
1838                         " pages_scanned:%lu"
1839                         " all_unreclaimable? %s"
1840                         "\n",
1841                         zone->name,
1842                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1843                         K(zone->pages_min),
1844                         K(zone->pages_low),
1845                         K(zone->pages_high),
1846                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1847                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1848                         K(zone->present_pages),
1849                         zone->pages_scanned,
1850                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1851                         );
1852                 printk("lowmem_reserve[]:");
1853                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1854                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1855                 printk("\n");
1856         }
1857
1858         for_each_zone(zone) {
1859                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1860
1861                 if (!populated_zone(zone))
1862                         continue;
1863
1864                 show_node(zone);
1865                 printk("%s: ", zone->name);
1866
1867                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1868                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1869                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1870                         total += nr[order] << order;
1871                 }
1872                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1873                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1874                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1875                 printk("= %lukB\n", K(total));
1876         }
1877
1878         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
1879
1880         show_swap_cache_info();
1881 }
1882
1883 /*
1884  * Builds allocation fallback zone lists.
1885  *
1886  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1887  */
1888 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1889                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1890 {
1891         struct zone *zone;
1892
1893         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1894         zone_type++;
1895
1896         do {
1897                 zone_type--;
1898                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1899                 if (populated_zone(zone)) {
1900                         zoneref_set_zone(zone,
1901                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
1902                         check_highest_zone(zone_type);
1903                 }
1904
1905         } while (zone_type);
1906         return nr_zones;
1907 }
1908
1909
1910 /*
1911  *  zonelist_order:
1912  *  0 = automatic detection of better ordering.
1913  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1914  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1915  *
1916  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1917  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1918  */
1919 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
1920 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
1921 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
1922
1923 /* zonelist order in the kernel.
1924  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
1925  */
1926 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1927 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
1928
1929
1930 #ifdef CONFIG_NUMA
1931 /* The value user specified ....changed by config */
1932 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1933 /* string for sysctl */
1934 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
1935 char numa_zonelist_order[16] = "default";
1936
1937 /*
1938  * interface for configure zonelist ordering.
1939  * command line option "numa_zonelist_order"
1940  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
1941  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
1942  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
1943  */
1944
1945 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
1946 {
1947         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
1948                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1949         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
1950                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
1951         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
1952                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
1953         } else {
1954                 printk(KERN_WARNING
1955                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
1956                         "%s\n", s);
1957                 return -EINVAL;
1958         }
1959         return 0;
1960 }
1961
1962 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
1963 {
1964         if (s)
1965                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
1966         return 0;
1967 }
1968 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
1969
1970 /*
1971  * sysctl handler for numa_zonelist_order
1972  */
1973 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
1974                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
1975                 loff_t *ppos)
1976 {
1977         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
1978         int ret;
1979
1980         if (write)
1981                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
1982                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
1983         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
1984         if (ret)
1985                 return ret;
1986         if (write) {
1987                 int oldval = user_zonelist_order;
1988                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
1989                         /*
1990                          * bogus value.  restore saved string
1991                          */
1992                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
1993                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
1994                         user_zonelist_order = oldval;
1995                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
1996                         build_all_zonelists();
1997         }
1998         return 0;
1999 }
2000
2001
2002 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2003 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2004
2005 /**
2006  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2007  * @node: node whose fallback list we're appending
2008  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2009  *
2010  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2011  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2012  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2013  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2014  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2015  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2016  * on them otherwise.
2017  * It returns -1 if no node is found.
2018  */
2019 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2020 {
2021         int n, val;
2022         int min_val = INT_MAX;
2023         int best_node = -1;
2024         node_to_cpumask_ptr(tmp, 0);
2025
2026         /* Use the local node if we haven't already */
2027         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2028                 node_set(node, *used_node_mask);
2029                 return node;
2030         }
2031
2032         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2033
2034                 /* Don't want a node to appear more than once */
2035                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2036                         continue;
2037
2038                 /* Use the distance array to find the distance */
2039                 val = node_distance(node, n);
2040
2041                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2042                 val += (n < node);
2043
2044                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2045                 node_to_cpumask_ptr_next(tmp, n);
2046                 if (!cpus_empty(*tmp))
2047                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2048
2049                 /* Slight preference for less loaded node */
2050                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2051                 val += node_load[n];
2052
2053                 if (val < min_val) {
2054                         min_val = val;
2055                         best_node = n;
2056                 }
2057         }
2058
2059         if (best_node >= 0)
2060                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2061
2062         return best_node;
2063 }
2064
2065
2066 /*
2067  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2068  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2069  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2070  */
2071 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2072 {
2073         int j;
2074         struct zonelist *zonelist;
2075
2076         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2077         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2078                 ;
2079         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2080                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2081         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2082         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2083 }
2084
2085 /*
2086  * Build gfp_thisnode zonelists
2087  */
2088 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2089 {
2090         int j;
2091         struct zonelist *zonelist;
2092
2093         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2094         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2095         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2096         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2097 }
2098
2099 /*
2100  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2101  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2102  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2103  * may still exist in local DMA zone.
2104  */
2105 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2106
2107 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2108 {
2109         int pos, j, node;
2110         int zone_type;          /* needs to be signed */
2111         struct zone *z;
2112         struct zonelist *zonelist;
2113
2114         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2115         pos = 0;
2116         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2117                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2118                         node = node_order[j];
2119                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2120                         if (populated_zone(z)) {
2121                                 zoneref_set_zone(z,
2122                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2123                                 check_highest_zone(zone_type);
2124                         }
2125                 }
2126         }
2127         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2128         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2129 }
2130
2131 static int default_zonelist_order(void)
2132 {
2133         int nid, zone_type;
2134         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2135         struct zone *z;
2136         int average_size;
2137         /*
2138          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2139          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2140          * into OOM very easily.
2141          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2142          */
2143         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2144         low_kmem_size = 0;
2145         total_size = 0;
2146         for_each_online_node(nid) {
2147                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2148                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2149                         if (populated_zone(z)) {
2150                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2151                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2152                                 total_size += z->present_pages;
2153                         }
2154                 }
2155         }
2156         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2157             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2158                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2159         /*
2160          * look into each node's config.
2161          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2162          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2163          */
2164         average_size = total_size /
2165                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2166         for_each_online_node(nid) {
2167                 low_kmem_size = 0;
2168                 total_size = 0;
2169                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2170                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2171                         if (populated_zone(z)) {
2172                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2173                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2174                                 total_size += z->present_pages;
2175                         }
2176                 }
2177                 if (low_kmem_size &&
2178                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2179                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2180                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2181         }
2182         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2183 }
2184
2185 static void set_zonelist_order(void)
2186 {
2187         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2188                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2189         else
2190                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2191 }
2192
2193 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2194 {
2195         int j, node, load;
2196         enum zone_type i;
2197         nodemask_t used_mask;
2198         int local_node, prev_node;
2199         struct zonelist *zonelist;
2200         int order = current_zonelist_order;
2201
2202         /* initialize zonelists */
2203         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2204                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2205                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2206                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2207         }
2208
2209         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2210         local_node = pgdat->node_id;
2211         load = num_online_nodes();
2212         prev_node = local_node;
2213         nodes_clear(used_mask);
2214
2215         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2216         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2217         j = 0;
2218
2219         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2220                 int distance = node_distance(local_node, node);
2221
2222                 /*
2223                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2224                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2225                  */
2226                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2227                         zone_reclaim_mode = 1;
2228
2229                 /*
2230                  * We don't want to pressure a particular node.
2231                  * So adding penalty to the first node in same
2232                  * distance group to make it round-robin.
2233                  */
2234                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2235                         node_load[node] = load;
2236
2237                 prev_node = node;
2238                 load--;
2239                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2240                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2241                 else
2242                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2243         }
2244
2245         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2246                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2247                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2248         }
2249
2250         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2251 }
2252
2253 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2254 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2255 {
2256         struct zonelist *zonelist;
2257         struct zonelist_cache *zlc;
2258         struct zoneref *z;
2259
2260         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2261         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2262         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2263         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2264                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2265 }
2266
2267
2268 #else   /* CONFIG_NUMA */
2269
2270 static void set_zonelist_order(void)
2271 {
2272         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2273 }
2274
2275 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2276 {
2277         int node, local_node;
2278         enum zone_type j;
2279         struct zonelist *zonelist;
2280
2281         local_node = pgdat->node_id;
2282
2283         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2284         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2285
2286         /*
2287          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2288          * of all the other nodes.
2289          * We don't want to pressure a particular node, so when
2290          * building the zones for node N, we make sure that the
2291          * zones coming right after the local ones are those from
2292          * node N+1 (modulo N)
2293          */
2294         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2295                 if (!node_online(node))
2296                         continue;
2297                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2298                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2299         }
2300         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2301                 if (!node_online(node))
2302                         continue;
2303                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2304                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2305         }
2306
2307         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2308         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2309 }
2310
2311 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2312 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2313 {
2314         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2315         pgdat->node_zonelists[1].zlcache_ptr = NULL;
2316 }
2317
2318 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2319
2320 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
2321 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2322 {
2323         int nid;
2324
2325         for_each_online_node(nid) {
2326                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2327
2328                 build_zonelists(pgdat);
2329                 build_zonelist_cache(pgdat);
2330         }
2331         return 0;
2332 }
2333
2334 void build_all_zonelists(void)
2335 {
2336         set_zonelist_order();
2337
2338         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2339                 __build_all_zonelists(NULL);
2340                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2341         } else {
2342                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2343                    of zonelist */
2344                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
2345                 /* cpuset refresh routine should be here */
2346         }
2347         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2348         /*
2349          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2350          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2351          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2352          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2353          * disabled and enable it later
2354          */
2355         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2356                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2357         else
2358                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2359
2360         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2361                 "Total pages: %ld\n",
2362                         num_online_nodes(),
2363                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2364                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2365                         vm_total_pages);
2366 #ifdef CONFIG_NUMA
2367         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2368 #endif
2369 }
2370
2371 /*
2372  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2373  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2374  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2375  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2376  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2377  * conservative, even though it seems large.
2378  *
2379  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2380  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2381  */
2382 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2383
2384 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2385 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2386 {
2387         unsigned long size = 1;
2388
2389         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2390
2391         while (size < pages)
2392                 size <<= 1;
2393
2394         /*
2395          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2396          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2397          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2398          */
2399         size = min(size, 4096UL);
2400
2401         return max(size, 4UL);
2402 }
2403 #else
2404 /*
2405  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2406  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2407  *
2408  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2409  *
2410  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2411  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2412  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2413  *
2414  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2415  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2416  *
2417  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2418  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2419  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2420  */
2421 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2422 {
2423         return 4096UL;
2424 }
2425 #endif
2426
2427 /*
2428  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2429  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2430  * hash function before the remainder is taken.
2431  */
2432 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2433 {
2434         return ffz(~size);
2435 }
2436
2437 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2438
2439 /*
2440  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2441  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2442  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2443  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2444  * blocks as reclaim kicks in
2445  */
2446 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2447 {
2448         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2449         struct page *page;
2450         unsigned long reserve, block_migratetype;
2451
2452         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2453         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2454         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2455         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2456                                                         pageblock_order;
2457
2458         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2459                 if (!pfn_valid(pfn))
2460                         continue;
2461                 page = pfn_to_page(pfn);
2462
2463                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2464                 if (PageReserved(page))
2465                         continue;
2466
2467                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2468
2469                 /* If this block is reserved, account for it */
2470                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2471                         reserve--;
2472                         continue;
2473                 }
2474
2475                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2476                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2477                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2478                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2479                         reserve--;
2480                         continue;
2481                 }
2482
2483                 /*
2484                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2485                  * take it back
2486                  */
2487                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2488                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2489                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2490                 }
2491         }
2492 }
2493
2494 /*
2495  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2496  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2497  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2498  */
2499 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2500                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2501 {
2502         struct page *page;
2503         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2504         unsigned long pfn;
2505
2506         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2507                 /*
2508                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2509                  * handed to this function.  They do not
2510                  * exist on hotplugged memory.
2511                  */
2512                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2513                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2514                                 continue;
2515                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2516                                 continue;
2517                 }
2518                 page = pfn_to_page(pfn);
2519                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2520                 init_page_count(page);
2521                 reset_page_mapcount(page);
2522                 SetPageReserved(page);
2523
2524                 /*
2525                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2526                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2527                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2528                  * the address space during boot when many long-lived
2529                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2530                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2531                  * setup_zone_migrate_reserve()
2532                  */
2533                 if ((pfn & (pageblock_nr_pages-1)))
2534                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2535
2536                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2537 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2538                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2539                 if (!is_highmem_idx(zone))
2540                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2541 #endif
2542         }
2543 }
2544
2545 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2546 {
2547         int order, t;
2548         for_each_migratetype_order(order, t) {
2549                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2550                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2551         }
2552 }
2553
2554 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2555 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2556         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2557 #endif
2558
2559 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2560 {
2561         int batch;
2562
2563         /*
2564          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2565          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2566          *
2567          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2568          */
2569         batch = zone->present_pages / 1024;
2570         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2571                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2572         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2573         if (batch < 1)
2574                 batch = 1;
2575
2576         /*
2577          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2578          * of 2 value was found to be more likely to have
2579          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2580          *
2581          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2582          * batches of pages, one task can end up with a lot
2583          * of pages of one half of the possible page colors
2584          * and the other with pages of the other colors.
2585          */
2586         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2587
2588         return batch;
2589 }
2590
2591 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2592 {
2593         struct per_cpu_pages *pcp;
2594
2595         memset(p, 0, sizeof(*p));
2596
2597         pcp = &p->pcp;
2598         pcp->count = 0;
2599         pcp->high = 6 * batch;
2600         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2601         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2602 }
2603
2604 /*
2605  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2606  * to the value high for the pageset p.
2607  */
2608
2609 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2610                                 unsigned long high)
2611 {
2612         struct per_cpu_pages *pcp;
2613
2614         pcp = &p->pcp;
2615         pcp->high = high;
2616         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2617         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2618                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2619 }
2620
2621
2622 #ifdef CONFIG_NUMA
2623 /*
2624  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2625  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2626  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2627  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2628  * with interrupts disabled.
2629  *
2630  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2631  *
2632  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2633  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2634  * hotplugged processors.
2635  *
2636  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2637  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2638  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2639  */
2640 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2641
2642 /*
2643  * Dynamically allocate memory for the
2644  * per cpu pageset array in struct zone.
2645  */
2646 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2647 {
2648         struct zone *zone, *dzone;
2649         int node = cpu_to_node(cpu);
2650
2651         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2652
2653         for_each_zone(zone) {
2654
2655                 if (!populated_zone(zone))
2656                         continue;
2657
2658                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2659                                          GFP_KERNEL, node);
2660                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2661                         goto bad;
2662
2663                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2664
2665                 if (percpu_pagelist_fraction)
2666                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2667                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2668         }
2669
2670         return 0;
2671 bad:
2672         for_each_zone(dzone) {
2673                 if (!populated_zone(dzone))
2674                         continue;
2675                 if (dzone == zone)
2676                         break;
2677                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2678                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2679         }
2680         return -ENOMEM;
2681 }
2682
2683 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2684 {
2685         struct zone *zone;
2686
2687         for_each_zone(zone) {
2688                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2689
2690                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2691                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2692                         kfree(pset);
2693                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2694         }
2695 }
2696
2697 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2698                 unsigned long action,
2699                 void *hcpu)
2700 {
2701         int cpu = (long)hcpu;
2702         int ret = NOTIFY_OK;
2703
2704         switch (action) {
2705         case CPU_UP_PREPARE:
2706         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2707                 if (process_zones(cpu))
2708                         ret = NOTIFY_BAD;
2709                 break;
2710         case CPU_UP_CANCELED:
2711         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2712         case CPU_DEAD:
2713         case CPU_DEAD_FROZEN:
2714                 free_zone_pagesets(cpu);
2715                 break;
2716         default:
2717                 break;
2718         }
2719         return ret;
2720 }
2721
2722 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2723         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2724
2725 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2726 {
2727         int err;
2728
2729         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2730          * A cpuup callback will do this for every cpu
2731          * as it comes online
2732          */
2733         err = process_zones(smp_processor_id());
2734         BUG_ON(err);
2735         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2736 }
2737
2738 #endif
2739
2740 static noinline __init_refok
2741 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2742 {
2743         int i;
2744         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2745         size_t alloc_size;
2746
2747         /*
2748          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2749          * per zone.
2750          */
2751         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2752                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2753         zone->wait_table_bits =
2754                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2755         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2756                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2757
2758         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2759                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2760                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2761         } else {
2762                 /*
2763                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2764                  * via memory hot-add.
2765                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2766                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2767                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2768                  * node itself as well.
2769                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2770                  * necessary.
2771                  */
2772                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2773         }
2774         if (!zone->wait_table)
2775                 return -ENOMEM;
2776
2777         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2778                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2779
2780         return 0;
2781 }
2782
2783 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2784 {
2785         int cpu;
2786         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2787
2788         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2789 #ifdef CONFIG_NUMA
2790                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2791                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2792                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2793 #else
2794                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2795 #endif
2796         }
2797         if (zone->present_pages)
2798                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2799                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2800 }
2801
2802 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2803                                         unsigned long zone_start_pfn,
2804                                         unsigned long size,
2805                                         enum memmap_context context)
2806 {
2807         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2808         int ret;
2809         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2810         if (ret)
2811                 return ret;
2812         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2813
2814         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2815
2816         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2817
2818         zone_init_free_lists(zone);
2819
2820         return 0;
2821 }
2822
2823 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2824 /*
2825  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2826  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2827  */
2828 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2829 {
2830         int i;
2831
2832         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2833                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2834                         return i;
2835
2836         return -1;
2837 }
2838
2839 /*
2840  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2841  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
2842  */
2843 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2844 {
2845         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2846                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2847                         return index;
2848
2849         return -1;
2850 }
2851
2852 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2853 /*
2854  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2855  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2856  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2857  * alternative
2858  */
2859 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2860 {
2861         int i;
2862
2863         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2864                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2865                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2866
2867                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2868                         return early_node_map[i].nid;
2869         }
2870
2871         return 0;
2872 }
2873 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2874
2875 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2876 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2877         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2878                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2879
2880 /**
2881  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2882  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2883  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2884  *
2885  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2886  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2887  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2888  */
2889 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2890                                                 unsigned long max_low_pfn)
2891 {
2892         int i;
2893
2894         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2895                 unsigned long size_pages = 0;
2896                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2897
2898                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2899                         continue;
2900
2901                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2902                         end_pfn = max_low_pfn;
2903
2904                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2905                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2906                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2907                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2908         }
2909 }
2910
2911 /**
2912  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2913  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2914  *
2915  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2916  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2917  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2918  */
2919 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2920 {
2921         int i;
2922
2923         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2924                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2925                                 early_node_map[i].start_pfn,
2926                                 early_node_map[i].end_pfn);
2927 }
2928
2929 /**
2930  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2931  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2932  * @start_pfn: The start pfn of the node
2933  * @end_pfn: The end pfn of the node
2934  *
2935  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2936  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2937  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2938  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2939  * be used later.
2940  */
2941 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2942 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2943                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2944 {
2945         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2946                         nid, start_pfn, end_pfn);
2947
2948         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2949         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2950                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2951
2952         /* Update the boundaries */
2953         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2954                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2955         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2956                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2957 }
2958
2959 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
2960 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
2961                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2962 {
2963         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
2964                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
2965
2966         /* Return if boundary information has not been provided */
2967         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2968                 return;
2969
2970         /* Check the boundaries and update if necessary */
2971         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
2972                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
2973         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
2974                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
2975 }
2976 #else
2977 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2978                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
2979
2980 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
2981                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
2982 #endif
2983
2984
2985 /**
2986  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
2987  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
2988  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
2989  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
2990  *
2991  * It returns the start and end page frame of a node based on information
2992  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
2993  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
2994  * PFNs will be 0.
2995  */
2996 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2997                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2998 {
2999         int i;
3000         *start_pfn = -1UL;
3001         *end_pfn = 0;
3002
3003         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3004                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3005                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3006         }
3007
3008         if (*start_pfn == -1UL)
3009                 *start_pfn = 0;
3010
3011         /* Push the node boundaries out if requested */
3012         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3013 }
3014
3015 /*
3016  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3017  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3018  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3019  */
3020 void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3021 {
3022         int zone_index;
3023         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3024                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3025                         continue;
3026
3027                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3028                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3029                         break;
3030         }
3031
3032         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3033         movable_zone = zone_index;
3034 }
3035
3036 /*
3037  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3038  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3039  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3040  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3041  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3042  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3043  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3044  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3045  */
3046 void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3047                                         unsigned long zone_type,
3048                                         unsigned long node_start_pfn,
3049                                         unsigned long node_end_pfn,
3050                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3051                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3052 {
3053         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3054         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3055                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3056                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3057                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3058                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3059                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3060
3061                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3062                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3063                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3064                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3065
3066                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3067                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3068                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3069         }
3070 }
3071
3072 /*
3073  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3074  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3075  */
3076 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3077                                         unsigned long zone_type,
3078                                         unsigned long *ignored)
3079 {
3080         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3081         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3082
3083         /* Get the start and end of the node and zone */
3084         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3085         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3086         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3087         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3088                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3089                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3090
3091         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3092         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3093                 return 0;
3094
3095         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3096         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3097         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3098
3099         /* Return the spanned pages */
3100         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3101 }
3102
3103 /*
3104  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3105  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3106  */
3107 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3108                                 unsigned long range_start_pfn,
3109                                 unsigned long range_end_pfn)
3110 {
3111         int i = 0;
3112         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3113         unsigned long start_pfn;
3114
3115         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3116         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3117         if (i == -1)
3118                 return 0;
3119
3120         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3121
3122         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3123         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3124                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3125
3126         /* Find all holes for the zone within the node */
3127         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3128
3129                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3130                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3131                         break;
3132
3133                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3134                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3135                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3136
3137                 /* Update the hole size cound and move on */
3138                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3139                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3140                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3141                 }
3142                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3143         }
3144
3145         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3146         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3147                 hole_pages += range_end_pfn -
3148                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3149
3150         return hole_pages;
3151 }
3152
3153 /**
3154  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3155  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3156  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3157  *
3158  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3159  */
3160 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3161                                                         unsigned long end_pfn)
3162 {
3163         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3164 }
3165
3166 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3167 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3168                                         unsigned long zone_type,
3169                                         unsigned long *ignored)
3170 {
3171         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3172         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3173
3174         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3175         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3176                                                         node_start_pfn);
3177         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3178                                                         node_end_pfn);
3179
3180         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3181                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3182                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3183         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3184 }
3185
3186 #else
3187 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3188                                         unsigned long zone_type,
3189                                         unsigned long *zones_size)
3190 {
3191         return zones_size[zone_type];
3192 }
3193
3194 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3195                                                 unsigned long zone_type,
3196                                                 unsigned long *zholes_size)
3197 {
3198         if (!zholes_size)
3199                 return 0;
3200
3201         return zholes_size[zone_type];
3202 }
3203
3204 #endif
3205
3206 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3207                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3208 {
3209         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3210         enum zone_type i;
3211
3212         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3213                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3214                                                                 zones_size);
3215         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3216
3217         realtotalpages = totalpages;
3218         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3219                 realtotalpages -=
3220                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3221                                                                 zholes_size);
3222         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3223         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3224                                                         realtotalpages);
3225 }
3226
3227 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3228 /*
3229  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3230  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3231  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3232  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3233  * bytes.
3234  */
3235 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3236 {
3237         unsigned long usemapsize;
3238
3239         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3240         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3241         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3242         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3243
3244         return usemapsize / 8;
3245 }
3246
3247 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3248                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3249 {
3250         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3251         zone->pageblock_flags = NULL;
3252         if (usemapsize) {
3253                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3254                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3255         }
3256 }
3257 #else
3258 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3259                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3260 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3261
3262 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3263
3264 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3265 static inline int pageblock_default_order(void)
3266 {
3267         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3268                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3269
3270         return MAX_ORDER-1;
3271 }
3272
3273 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3274 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3275 {
3276         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3277         if (pageblock_order)
3278                 return;
3279
3280         /*
3281          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3282          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3283          */
3284         pageblock_order = order;
3285 }
3286 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3287
3288 /*
3289  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3290  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3291  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3292  * pageblock_order based on the kernel config
3293  */
3294 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3295 {
3296         return MAX_ORDER-1;
3297 }
3298 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3299
3300 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3301
3302 /*
3303  * Set up the zone data structures:
3304  *   - mark all pages reserved
3305  *   - mark all memory queues empty
3306  *   - clear the memory bitmaps
3307  */
3308 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3309                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3310 {
3311         enum zone_type j;
3312         int nid = pgdat->node_id;
3313         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3314         int ret;
3315
3316         pgdat_resize_init(pgdat);
3317         pgdat->nr_zones = 0;
3318         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3319         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3320         
3321         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3322                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3323                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3324
3325                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3326                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3327                                                                 zholes_size);
3328
3329                 /*
3330                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3331                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3332                  * and per-cpu initialisations
3333                  */
3334                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3335                 if (realsize >= memmap_pages) {
3336                         realsize -= memmap_pages;
3337                         printk(KERN_DEBUG
3338                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3339                                 zone_names[j], memmap_pages);
3340                 } else
3341                         printk(KERN_WARNING
3342                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3343                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3344
3345                 /* Account for reserved pages */
3346                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3347                         realsize -= dma_reserve;
3348                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3349                                         zone_names[0], dma_reserve);
3350                 }
3351
3352                 if (!is_highmem_idx(j))
3353                         nr_kernel_pages += realsize;
3354