Breakout page_order() to internal.h to avoid special knowledge of the buddy allocator
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/topology.h>
32 #include <linux/sysctl.h>
33 #include <linux/cpu.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/memory_hotplug.h>
36 #include <linux/nodemask.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/stop_machine.h>
40 #include <linux/sort.h>
41 #include <linux/pfn.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/fault-inject.h>
44
45 #include <asm/tlbflush.h>
46 #include <asm/div64.h>
47 #include "internal.h"
48
49 /*
50  * Array of node states.
51  */
52 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
53         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
54         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
55 #ifndef CONFIG_NUMA
56         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
57 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
58         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
59 #endif
60         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
61 #endif  /* NUMA */
62 };
63 EXPORT_SYMBOL(node_states);
64
65 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
66 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
67 long nr_swap_pages;
68 int percpu_pagelist_fraction;
69
70 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
71 int pageblock_order __read_mostly;
72 #endif
73
74 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
75
76 /*
77  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
78  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
79  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
80  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
81  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
82  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
83  *
84  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
85  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
86  */
87 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
88 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
89          256,
90 #endif
91 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
92          256,
93 #endif
94 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
95          32,
96 #endif
97          32,
98 };
99
100 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
101
102 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
103 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
104          "DMA",
105 #endif
106 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
107          "DMA32",
108 #endif
109          "Normal",
110 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
111          "HighMem",
112 #endif
113          "Movable",
114 };
115
116 int min_free_kbytes = 1024;
117
118 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
119 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
120 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
121
122 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
123   /*
124    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maxmimum number of distinct
125    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
126    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
127    * so the number of times add_active_range() can be called is
128    * related to the number of nodes and the number of holes
129    */
130   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
131     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
132     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
133   #else
134     #if MAX_NUMNODES >= 32
135       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
136       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
137     #else
138       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
139       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
140     #endif
141   #endif
142
143   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
144   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
145   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
146   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
147 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
148   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
149   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
150 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
151   unsigned long __initdata required_kernelcore;
152   static unsigned long __initdata required_movablecore;
153   unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
154
155   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
156   int movable_zone;
157   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
158 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
159
160 #if MAX_NUMNODES > 1
161 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
162 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
163 #endif
164
165 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
166
167 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
168 {
169         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
170                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
171 }
172
173 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
174 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
175 {
176         int ret = 0;
177         unsigned seq;
178         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
179
180         do {
181                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
182                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
183                         ret = 1;
184                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
185                         ret = 1;
186         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
187
188         return ret;
189 }
190
191 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
192 {
193         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
194                 return 0;
195         if (zone != page_zone(page))
196                 return 0;
197
198         return 1;
199 }
200 /*
201  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
202  */
203 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
204 {
205         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
206                 return 1;
207         if (!page_is_consistent(zone, page))
208                 return 1;
209
210         return 0;
211 }
212 #else
213 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
214 {
215         return 0;
216 }
217 #endif
218
219 static void bad_page(struct page *page)
220 {
221         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
222                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
223                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
224                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
225                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
226                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
227                 page_mapcount(page), page_count(page));
228         dump_stack();
229         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
230                         1 << PG_private |
231                         1 << PG_locked  |
232                         1 << PG_active  |
233                         1 << PG_dirty   |
234                         1 << PG_reclaim |
235                         1 << PG_slab    |
236                         1 << PG_swapcache |
237                         1 << PG_writeback |
238                         1 << PG_buddy );
239         set_page_count(page, 0);
240         reset_page_mapcount(page);
241         page->mapping = NULL;
242         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
243 }
244
245 /*
246  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
247  *
248  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
249  *
250  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
251  *
252  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
253  * the head page (even the head page has this).
254  *
255  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
256  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
257  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
258  */
259
260 static void free_compound_page(struct page *page)
261 {
262         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
263 }
264
265 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
266 {
267         int i;
268         int nr_pages = 1 << order;
269
270         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
271         set_compound_order(page, order);
272         __SetPageHead(page);
273         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
274                 struct page *p = page + i;
275
276                 __SetPageTail(p);
277                 p->first_page = page;
278         }
279 }
280
281 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
282 {
283         int i;
284         int nr_pages = 1 << order;
285
286         if (unlikely(compound_order(page) != order))
287                 bad_page(page);
288
289         if (unlikely(!PageHead(page)))
290                         bad_page(page);
291         __ClearPageHead(page);
292         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
293                 struct page *p = page + i;
294
295                 if (unlikely(!PageTail(p) |
296                                 (p->first_page != page)))
297                         bad_page(page);
298                 __ClearPageTail(p);
299         }
300 }
301
302 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
303 {
304         int i;
305
306         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
307         /*
308          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
309          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
310          */
311         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
312         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
313                 clear_highpage(page + i);
314 }
315
316 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
317 {
318         set_page_private(page, order);
319         __SetPageBuddy(page);
320 }
321
322 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
323 {
324         __ClearPageBuddy(page);
325         set_page_private(page, 0);
326 }
327
328 /*
329  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
330  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
331  *
332  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
333  * the following equation:
334  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
335  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
336  * 1 buddy is #10:
337  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
338  *
339  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
340  * satisfies the following equation:
341  *     P = B & ~(1 << O)
342  *
343  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
344  */
345 static inline struct page *
346 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
347 {
348         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
349
350         return page + (buddy_idx - page_idx);
351 }
352
353 static inline unsigned long
354 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
355 {
356         return (page_idx & ~(1 << order));
357 }
358
359 /*
360  * This function checks whether a page is free && is the buddy
361  * we can do coalesce a page and its buddy if
362  * (a) the buddy is not in a hole &&
363  * (b) the buddy is in the buddy system &&
364  * (c) a page and its buddy have the same order &&
365  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
366  *
367  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
368  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
369  *
370  * For recording page's order, we use page_private(page).
371  */
372 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
373                                                                 int order)
374 {
375         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
376                 return 0;
377
378         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
379                 return 0;
380
381         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
382                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
383                 return 1;
384         }
385         return 0;
386 }
387
388 /*
389  * Freeing function for a buddy system allocator.
390  *
391  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
392  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
393  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
394  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
395  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
396  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
397  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
398  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
399  * parts of the VM system.
400  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
401  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
402  * order is recorded in page_private(page) field.
403  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
404  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
405  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
406  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
407  * triggers coalescing into a block of larger size.            
408  *
409  * -- wli
410  */
411
412 static inline void __free_one_page(struct page *page,
413                 struct zone *zone, unsigned int order)
414 {
415         unsigned long page_idx;
416         int order_size = 1 << order;
417         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
418
419         if (unlikely(PageCompound(page)))
420                 destroy_compound_page(page, order);
421
422         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
423
424         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
425         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
426
427         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
428         while (order < MAX_ORDER-1) {
429                 unsigned long combined_idx;
430                 struct page *buddy;
431
432                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
433                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
434                         break;          /* Move the buddy up one level. */
435
436                 list_del(&buddy->lru);
437                 zone->free_area[order].nr_free--;
438                 rmv_page_order(buddy);
439                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
440                 page = page + (combined_idx - page_idx);
441                 page_idx = combined_idx;
442                 order++;
443         }
444         set_page_order(page, order);
445         list_add(&page->lru,
446                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
447         zone->free_area[order].nr_free++;
448 }
449
450 static inline int free_pages_check(struct page *page)
451 {
452         if (unlikely(page_mapcount(page) |
453                 (page->mapping != NULL)  |
454                 (page_count(page) != 0)  |
455                 (page->flags & (
456                         1 << PG_lru     |
457                         1 << PG_private |
458                         1 << PG_locked  |
459                         1 << PG_active  |
460                         1 << PG_slab    |
461                         1 << PG_swapcache |
462                         1 << PG_writeback |
463                         1 << PG_reserved |
464                         1 << PG_buddy ))))
465                 bad_page(page);
466         if (PageDirty(page))
467                 __ClearPageDirty(page);
468         /*
469          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
470          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
471          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
472          */
473         return PageReserved(page);
474 }
475
476 /*
477  * Frees a list of pages. 
478  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
479  * count is the number of pages to free.
480  *
481  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
482  * see if this freeing clears that state.
483  *
484  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
485  * pinned" detection logic.
486  */
487 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
488                                         struct list_head *list, int order)
489 {
490         spin_lock(&zone->lock);
491         zone->all_unreclaimable = 0;
492         zone->pages_scanned = 0;
493         while (count--) {
494                 struct page *page;
495
496                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
497                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
498                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
499                 list_del(&page->lru);
500                 __free_one_page(page, zone, order);
501         }
502         spin_unlock(&zone->lock);
503 }
504
505 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
506 {
507         spin_lock(&zone->lock);
508         zone->all_unreclaimable = 0;
509         zone->pages_scanned = 0;
510         __free_one_page(page, zone, order);
511         spin_unlock(&zone->lock);
512 }
513
514 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
515 {
516         unsigned long flags;
517         int i;
518         int reserved = 0;
519
520         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
521                 reserved += free_pages_check(page + i);
522         if (reserved)
523                 return;
524
525         if (!PageHighMem(page))
526                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
527         arch_free_page(page, order);
528         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
529
530         local_irq_save(flags);
531         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
532         free_one_page(page_zone(page), page, order);
533         local_irq_restore(flags);
534 }
535
536 /*
537  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
538  */
539 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
540 {
541         if (order == 0) {
542                 __ClearPageReserved(page);
543                 set_page_count(page, 0);
544                 set_page_refcounted(page);
545                 __free_page(page);
546         } else {
547                 int loop;
548
549                 prefetchw(page);
550                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
551                         struct page *p = &page[loop];
552
553                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
554                                 prefetchw(p + 1);
555                         __ClearPageReserved(p);
556                         set_page_count(p, 0);
557                 }
558
559                 set_page_refcounted(page);
560                 __free_pages(page, order);
561         }
562 }
563
564
565 /*
566  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
567  * Please do not alter this order without good reasons and regression
568  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
569  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
570  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
571  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
572  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
573  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
574  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
575  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
576  *
577  * -- wli
578  */
579 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
580         int low, int high, struct free_area *area,
581         int migratetype)
582 {
583         unsigned long size = 1 << high;
584
585         while (high > low) {
586                 area--;
587                 high--;
588                 size >>= 1;
589                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
590                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
591                 area->nr_free++;
592                 set_page_order(&page[size], high);
593         }
594 }
595
596 /*
597  * This page is about to be returned from the page allocator
598  */
599 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
600 {
601         if (unlikely(page_mapcount(page) |
602                 (page->mapping != NULL)  |
603                 (page_count(page) != 0)  |
604                 (page->flags & (
605                         1 << PG_lru     |
606                         1 << PG_private |
607                         1 << PG_locked  |
608                         1 << PG_active  |
609                         1 << PG_dirty   |
610                         1 << PG_slab    |
611                         1 << PG_swapcache |
612                         1 << PG_writeback |
613                         1 << PG_reserved |
614                         1 << PG_buddy ))))
615                 bad_page(page);
616
617         /*
618          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
619          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
620          */
621         if (PageReserved(page))
622                 return 1;
623
624         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_readahead |
625                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
626                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
627         set_page_private(page, 0);
628         set_page_refcounted(page);
629
630         arch_alloc_page(page, order);
631         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
632
633         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
634                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
635
636         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
637                 prep_compound_page(page, order);
638
639         return 0;
640 }
641
642 /*
643  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
644  * the smallest available page from the freelists
645  */
646 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
647                                                 int migratetype)
648 {
649         unsigned int current_order;
650         struct free_area * area;
651         struct page *page;
652
653         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
654         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
655                 area = &(zone->free_area[current_order]);
656                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
657                         continue;
658
659                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
660                                                         struct page, lru);
661                 list_del(&page->lru);
662                 rmv_page_order(page);
663                 area->nr_free--;
664                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
665                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
666                 return page;
667         }
668
669         return NULL;
670 }
671
672
673 /*
674  * This array describes the order lists are fallen back to when
675  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
676  */
677 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
678         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
679         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
680         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
681         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
682 };
683
684 /*
685  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
686  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
687  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
688  */
689 int move_freepages(struct zone *zone,
690                         struct page *start_page, struct page *end_page,
691                         int migratetype)
692 {
693         struct page *page;
694         unsigned long order;
695         int pages_moved = 0;
696
697 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
698         /*
699          * page_zone is not safe to call in this context when
700          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
701          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
702          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
703          * grouping pages by mobility
704          */
705         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
706 #endif
707
708         for (page = start_page; page <= end_page;) {
709                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
710                         page++;
711                         continue;
712                 }
713
714                 if (!PageBuddy(page)) {
715                         page++;
716                         continue;
717                 }
718
719                 order = page_order(page);
720                 list_del(&page->lru);
721                 list_add(&page->lru,
722                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
723                 page += 1 << order;
724                 pages_moved += 1 << order;
725         }
726
727         return pages_moved;
728 }
729
730 int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page, int migratetype)
731 {
732         unsigned long start_pfn, end_pfn;
733         struct page *start_page, *end_page;
734
735         start_pfn = page_to_pfn(page);
736         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
737         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
738         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
739         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
740
741         /* Do not cross zone boundaries */
742         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
743                 start_page = page;
744         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
745                 return 0;
746
747         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
748 }
749
750 /* Return the page with the lowest PFN in the list */
751 static struct page *min_page(struct list_head *list)
752 {
753         unsigned long min_pfn = -1UL;
754         struct page *min_page = NULL, *page;;
755
756         list_for_each_entry(page, list, lru) {
757                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
758                 if (pfn < min_pfn) {
759                         min_pfn = pfn;
760                         min_page = page;
761                 }
762         }
763
764         return min_page;
765 }
766
767 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
768 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
769                                                 int start_migratetype)
770 {
771         struct free_area * area;
772         int current_order;
773         struct page *page;
774         int migratetype, i;
775
776         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
777         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
778                                                 --current_order) {
779                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
780                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
781
782                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
783                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
784                                 continue;
785
786                         area = &(zone->free_area[current_order]);
787                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
788                                 continue;
789
790                         /* Bias kernel allocations towards low pfns */
791                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
792                                         struct page, lru);
793                         if (unlikely(start_migratetype != MIGRATE_MOVABLE))
794                                 page = min_page(&area->free_list[migratetype]);
795                         area->nr_free--;
796
797                         /*
798                          * If breaking a large block of pages, move all free
799                          * pages to the preferred allocation list. If falling
800                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
801                          * agressive about taking ownership of free pages
802                          */
803                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
804                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
805                                 unsigned long pages;
806                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
807                                                                 start_migratetype);
808
809                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
810                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
811                                         set_pageblock_migratetype(page,
812                                                                 start_migratetype);
813
814                                 migratetype = start_migratetype;
815                         }
816
817                         /* Remove the page from the freelists */
818                         list_del(&page->lru);
819                         rmv_page_order(page);
820                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
821                                                         -(1UL << order));
822
823                         if (current_order == pageblock_order)
824                                 set_pageblock_migratetype(page,
825                                                         start_migratetype);
826
827                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
828                         return page;
829                 }
830         }
831
832         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
833         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
834 }
835
836 /*
837  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
838  * Call me with the zone->lock already held.
839  */
840 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
841                                                 int migratetype)
842 {
843         struct page *page;
844
845         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
846
847         if (unlikely(!page))
848                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
849
850         return page;
851 }
852
853 /* 
854  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
855  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
856  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
857  */
858 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
859                         unsigned long count, struct list_head *list,
860                         int migratetype)
861 {
862         int i;
863         
864         spin_lock(&zone->lock);
865         for (i = 0; i < count; ++i) {
866                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
867                 if (unlikely(page == NULL))
868                         break;
869                 list_add(&page->lru, list);
870                 set_page_private(page, migratetype);
871         }
872         spin_unlock(&zone->lock);
873         return i;
874 }
875
876 #ifdef CONFIG_NUMA
877 /*
878  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
879  * currently executing processor on remote nodes after they have
880  * expired.
881  *
882  * Note that this function must be called with the thread pinned to
883  * a single processor.
884  */
885 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
886 {
887         unsigned long flags;
888         int to_drain;
889
890         local_irq_save(flags);
891         if (pcp->count >= pcp->batch)
892                 to_drain = pcp->batch;
893         else
894                 to_drain = pcp->count;
895         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
896         pcp->count -= to_drain;
897         local_irq_restore(flags);
898 }
899 #endif
900
901 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
902 {
903         unsigned long flags;
904         struct zone *zone;
905         int i;
906
907         for_each_zone(zone) {
908                 struct per_cpu_pageset *pset;
909
910                 if (!populated_zone(zone))
911                         continue;
912
913                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
914                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
915                         struct per_cpu_pages *pcp;
916
917                         pcp = &pset->pcp[i];
918                         local_irq_save(flags);
919                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
920                         pcp->count = 0;
921                         local_irq_restore(flags);
922                 }
923         }
924 }
925
926 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
927
928 void mark_free_pages(struct zone *zone)
929 {
930         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
931         unsigned long flags;
932         int order, t;
933         struct list_head *curr;
934
935         if (!zone->spanned_pages)
936                 return;
937
938         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
939
940         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
941         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
942                 if (pfn_valid(pfn)) {
943                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
944
945                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
946                                 swsusp_unset_page_free(page);
947                 }
948
949         for_each_migratetype_order(order, t) {
950                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
951                         unsigned long i;
952
953                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
954                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
955                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
956                 }
957         }
958         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
959 }
960 #endif /* CONFIG_PM */
961
962 /*
963  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
964  */
965 void drain_local_pages(void)
966 {
967         unsigned long flags;
968
969         local_irq_save(flags);  
970         __drain_pages(smp_processor_id());
971         local_irq_restore(flags);       
972 }
973
974 void smp_drain_local_pages(void *arg)
975 {
976         drain_local_pages();
977 }
978
979 /*
980  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
981  */
982 void drain_all_local_pages(void)
983 {
984         unsigned long flags;
985
986         local_irq_save(flags);
987         __drain_pages(smp_processor_id());
988         local_irq_restore(flags);
989
990         smp_call_function(smp_drain_local_pages, NULL, 0, 1);
991 }
992
993 /*
994  * Free a 0-order page
995  */
996 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
997 {
998         struct zone *zone = page_zone(page);
999         struct per_cpu_pages *pcp;
1000         unsigned long flags;
1001
1002         if (PageAnon(page))
1003                 page->mapping = NULL;
1004         if (free_pages_check(page))
1005                 return;
1006
1007         if (!PageHighMem(page))
1008                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1009         arch_free_page(page, 0);
1010         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1011
1012         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
1013         local_irq_save(flags);
1014         __count_vm_event(PGFREE);
1015         list_add(&page->lru, &pcp->list);
1016         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1017         pcp->count++;
1018         if (pcp->count >= pcp->high) {
1019                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1020                 pcp->count -= pcp->batch;
1021         }
1022         local_irq_restore(flags);
1023         put_cpu();
1024 }
1025
1026 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
1027 {
1028         free_hot_cold_page(page, 0);
1029 }
1030         
1031 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
1032 {
1033         free_hot_cold_page(page, 1);
1034 }
1035
1036 /*
1037  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1038  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1039  * Each sub-page must be freed individually.
1040  *
1041  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1042  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1043  */
1044 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1045 {
1046         int i;
1047
1048         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1049         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1050         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1051                 set_page_refcounted(page + i);
1052 }
1053
1054 /*
1055  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1056  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1057  * or two.
1058  */
1059 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
1060                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1061 {
1062         unsigned long flags;
1063         struct page *page;
1064         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1065         int cpu;
1066         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1067
1068 again:
1069         cpu  = get_cpu();
1070         if (likely(order == 0)) {
1071                 struct per_cpu_pages *pcp;
1072
1073                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
1074                 local_irq_save(flags);
1075                 if (!pcp->count) {
1076                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1077                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1078                         if (unlikely(!pcp->count))
1079                                 goto failed;
1080                 }
1081
1082                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1083                 list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1084                         if (page_private(page) == migratetype)
1085                                 break;
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(zonelist, 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 alot 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 (jiffies - zlc->last_full_zap > 1 * 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 zone **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->zones;
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 zone **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->zones;
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 zone **z,
1365                                 nodemask_t *allowednodes)
1366 {
1367         return 1;
1368 }
1369
1370 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **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 alloc_flags)
1382 {
1383         struct zone **z;
1384         struct page *page = NULL;
1385         int classzone_idx = zone_idx(zonelist->zones[0]);
1386         struct zone *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         enum zone_type highest_zoneidx = -1; /* Gets set for policy zonelists */
1391
1392 zonelist_scan:
1393         /*
1394          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1395          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1396          */
1397         z = zonelist->zones;
1398
1399         do {
1400                 /*
1401                  * In NUMA, this could be a policy zonelist which contains
1402                  * zones that may not be allowed by the current gfp_mask.
1403                  * Check the zone is allowed by the current flags
1404                  */
1405                 if (unlikely(alloc_should_filter_zonelist(zonelist))) {
1406                         if (highest_zoneidx == -1)
1407                                 highest_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1408                         if (zone_idx(*z) > highest_zoneidx)
1409                                 continue;
1410                 }
1411
1412                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1413                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1414                                 continue;
1415                 zone = *z;
1416                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1417                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1418                                 goto try_next_zone;
1419
1420                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1421                         unsigned long mark;
1422                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1423                                 mark = zone->pages_min;
1424                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1425                                 mark = zone->pages_low;
1426                         else
1427                                 mark = zone->pages_high;
1428                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1429                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1430                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1431                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1432                                         goto this_zone_full;
1433                         }
1434                 }
1435
1436                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
1437                 if (page)
1438                         break;
1439 this_zone_full:
1440                 if (NUMA_BUILD)
1441                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1442 try_next_zone:
1443                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1444                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1445                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1446                         zlc_active = 1;
1447                         did_zlc_setup = 1;
1448                 }
1449         } while (*(++z) != NULL);
1450
1451         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1452                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1453                 zlc_active = 0;
1454                 goto zonelist_scan;
1455         }
1456         return page;
1457 }
1458
1459 /*
1460  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1461  */
1462 struct page * fastcall
1463 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1464                 struct zonelist *zonelist)
1465 {
1466         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1467         struct zone **z;
1468         struct page *page;
1469         struct reclaim_state reclaim_state;
1470         struct task_struct *p = current;
1471         int do_retry;
1472         int alloc_flags;
1473         int did_some_progress;
1474
1475         might_sleep_if(wait);
1476
1477         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1478                 return NULL;
1479
1480 restart:
1481         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1482
1483         if (unlikely(*z == NULL)) {
1484                 /*
1485                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1486                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1487                  */
1488                 return NULL;
1489         }
1490
1491         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1492                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1493         if (page)
1494                 goto got_pg;
1495
1496         /*
1497          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1498          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1499          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1500          * using a larger set of nodes after it has established that the
1501          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1502          * over allocated.
1503          */
1504         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1505                 goto nopage;
1506
1507         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1508                 wakeup_kswapd(*z, order);
1509
1510         /*
1511          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1512          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1513          * to how we want to proceed.
1514          *
1515          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1516          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1517          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1518          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1519          */
1520         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1521         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1522                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1523         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1524                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1525         if (wait)
1526                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1527
1528         /*
1529          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1530          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1531          *
1532          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1533          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1534          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1535          */
1536         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1537         if (page)
1538                 goto got_pg;
1539
1540         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1541
1542 rebalance:
1543         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1544                         && !in_interrupt()) {
1545                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1546 nofail_alloc:
1547                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1548                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1549                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1550                         if (page)
1551                                 goto got_pg;
1552                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1553                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1554                                 goto nofail_alloc;
1555                         }
1556                 }
1557                 goto nopage;
1558         }
1559
1560         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1561         if (!wait)
1562                 goto nopage;
1563
1564         cond_resched();
1565
1566         /* We now go into synchronous reclaim */
1567         cpuset_memory_pressure_bump();
1568         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1569         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1570         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1571
1572         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, order, gfp_mask);
1573
1574         p->reclaim_state = NULL;
1575         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1576
1577         cond_resched();
1578
1579         if (order != 0)
1580                 drain_all_local_pages();
1581
1582         if (likely(did_some_progress)) {
1583                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1584                                                 zonelist, alloc_flags);
1585                 if (page)
1586                         goto got_pg;
1587         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1588                 /*
1589                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1590                  * very high watermark here, this is only to catch
1591                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1592                  * under heavy pressure.
1593                  */
1594                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1595                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1596                 if (page)
1597                         goto got_pg;
1598
1599                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1600                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1601                         goto nopage;
1602
1603                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1604                 goto restart;
1605         }
1606
1607         /*
1608          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1609          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1610          *
1611          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1612          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1613          */
1614         do_retry = 0;
1615         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1616                 if ((order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) ||
1617                                                 (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1618                         do_retry = 1;
1619                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1620                         do_retry = 1;
1621         }
1622         if (do_retry) {
1623                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1624                 goto rebalance;
1625         }
1626
1627 nopage:
1628         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1629                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1630                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1631                         p->comm, order, gfp_mask);
1632                 dump_stack();
1633                 show_mem();
1634         }
1635 got_pg:
1636         return page;
1637 }
1638
1639 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1640
1641 /*
1642  * Common helper functions.
1643  */
1644 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1645 {
1646         struct page * page;
1647         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1648         if (!page)
1649                 return 0;
1650         return (unsigned long) page_address(page);
1651 }
1652
1653 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1654
1655 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1656 {
1657         struct page * page;
1658
1659         /*
1660          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1661          * a highmem page
1662          */
1663         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1664
1665         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1666         if (page)
1667                 return (unsigned long) page_address(page);
1668         return 0;
1669 }
1670
1671 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1672
1673 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1674 {
1675         int i = pagevec_count(pvec);
1676
1677         while (--i >= 0)
1678                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1679 }
1680
1681 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1682 {
1683         if (put_page_testzero(page)) {
1684                 if (order == 0)
1685                         free_hot_page(page);
1686                 else
1687                         __free_pages_ok(page, order);
1688         }
1689 }
1690
1691 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1692
1693 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1694 {
1695         if (addr != 0) {
1696                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1697                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1698         }
1699 }
1700
1701 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1702
1703 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1704 {
1705         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1706         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1707         unsigned int sum = 0;
1708
1709         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1710         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1711         struct zone *zone;
1712
1713         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1714                 unsigned long size = zone->present_pages;
1715                 unsigned long high = zone->pages_high;
1716                 if (size > high)
1717                         sum += size - high;
1718         }
1719
1720         return sum;
1721 }
1722
1723 /*
1724  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1725  */
1726 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1727 {
1728         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1729 }
1730 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1731
1732 /*
1733  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1734  */
1735 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1736 {
1737         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1738 }
1739
1740 static inline void show_node(struct zone *zone)
1741 {
1742         if (NUMA_BUILD)
1743                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1744 }
1745
1746 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1747 {
1748         val->totalram = totalram_pages;
1749         val->sharedram = 0;
1750         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1751         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1752         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1753         val->freehigh = nr_free_highpages();
1754         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1755 }
1756
1757 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1758
1759 #ifdef CONFIG_NUMA
1760 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1761 {
1762         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1763
1764         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1765         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1766 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1767         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1768         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1769                         NR_FREE_PAGES);
1770 #else
1771         val->totalhigh = 0;
1772         val->freehigh = 0;
1773 #endif
1774         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1775 }
1776 #endif
1777
1778 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1779
1780 /*
1781  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1782  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1783  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1784  */
1785 void show_free_areas(void)
1786 {
1787         int cpu;
1788         struct zone *zone;
1789
1790         for_each_zone(zone) {
1791                 if (!populated_zone(zone))
1792                         continue;
1793
1794                 show_node(zone);
1795                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1796
1797                 for_each_online_cpu(cpu) {
1798                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1799
1800                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1801
1802                         printk("CPU %4d: Hot: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d   "
1803                                "Cold: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1804                                cpu, pageset->pcp[0].high,
1805                                pageset->pcp[0].batch, pageset->pcp[0].count,
1806                                pageset->pcp[1].high, pageset->pcp[1].batch,
1807                                pageset->pcp[1].count);
1808                 }
1809         }
1810
1811         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1812                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1813                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1814                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1815                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1816                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1817                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1818                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1819                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1820                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1821                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1822                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1823                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1824
1825         for_each_zone(zone) {
1826                 int i;
1827
1828                 if (!populated_zone(zone))
1829                         continue;
1830
1831                 show_node(zone);
1832                 printk("%s"
1833                         " free:%lukB"
1834                         " min:%lukB"
1835                         " low:%lukB"
1836                         " high:%lukB"
1837                         " active:%lukB"
1838                         " inactive:%lukB"
1839                         " present:%lukB"
1840                         " pages_scanned:%lu"
1841                         " all_unreclaimable? %s"
1842                         "\n",
1843                         zone->name,
1844                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1845                         K(zone->pages_min),
1846                         K(zone->pages_low),
1847                         K(zone->pages_high),
1848                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1849                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1850                         K(zone->present_pages),
1851                         zone->pages_scanned,
1852                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1853                         );
1854                 printk("lowmem_reserve[]:");
1855                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1856                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1857                 printk("\n");
1858         }
1859
1860         for_each_zone(zone) {
1861                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1862
1863                 if (!populated_zone(zone))
1864                         continue;
1865
1866                 show_node(zone);
1867                 printk("%s: ", zone->name);
1868
1869                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1870                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1871                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1872                         total += nr[order] << order;
1873                 }
1874                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1875                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1876                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1877                 printk("= %lukB\n", K(total));
1878         }
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                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1901                         check_highest_zone(zone_type);
1902                 }
1903
1904         } while (zone_type);
1905         return nr_zones;
1906 }
1907
1908
1909 /*
1910  *  zonelist_order:
1911  *  0 = automatic detection of better ordering.
1912  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1913  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1914  *
1915  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1916  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1917  */
1918 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
1919 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
1920 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
1921
1922 /* zonelist order in the kernel.
1923  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
1924  */
1925 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1926 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
1927
1928
1929 #ifdef CONFIG_NUMA
1930 /* The value user specified ....changed by config */
1931 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1932 /* string for sysctl */
1933 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
1934 char numa_zonelist_order[16] = "default";
1935
1936 /*
1937  * interface for configure zonelist ordering.
1938  * command line option "numa_zonelist_order"
1939  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
1940  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
1941  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
1942  */
1943
1944 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
1945 {
1946         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
1947                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1948         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
1949                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
1950         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
1951                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
1952         } else {
1953                 printk(KERN_WARNING
1954                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
1955                         "%s\n", s);
1956                 return -EINVAL;
1957         }
1958         return 0;
1959 }
1960
1961 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
1962 {
1963         if (s)
1964                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
1965         return 0;
1966 }
1967 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
1968
1969 /*
1970  * sysctl handler for numa_zonelist_order
1971  */
1972 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
1973                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
1974                 loff_t *ppos)
1975 {
1976         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
1977         int ret;
1978
1979         if (write)
1980                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
1981                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
1982         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
1983         if (ret)
1984                 return ret;
1985         if (write) {
1986                 int oldval = user_zonelist_order;
1987                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
1988                         /*
1989                          * bogus value.  restore saved string
1990                          */
1991                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
1992                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
1993                         user_zonelist_order = oldval;
1994                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
1995                         build_all_zonelists();
1996         }
1997         return 0;
1998 }
1999
2000
2001 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2002 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2003
2004 /**
2005  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2006  * @node: node whose fallback list we're appending
2007  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2008  *
2009  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2010  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2011  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2012  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2013  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2014  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2015  * on them otherwise.
2016  * It returns -1 if no node is found.
2017  */
2018 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2019 {
2020         int n, val;
2021         int min_val = INT_MAX;
2022         int best_node = -1;
2023
2024         /* Use the local node if we haven't already */
2025         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2026                 node_set(node, *used_node_mask);
2027                 return node;
2028         }
2029
2030         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2031                 cpumask_t tmp;
2032
2033                 /* Don't want a node to appear more than once */
2034                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2035                         continue;
2036
2037                 /* Use the distance array to find the distance */
2038                 val = node_distance(node, n);
2039
2040                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2041                 val += (n < node);
2042
2043                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2044                 tmp = node_to_cpumask(n);
2045                 if (!cpus_empty(tmp))
2046                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2047
2048                 /* Slight preference for less loaded node */
2049                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2050                 val += node_load[n];
2051
2052                 if (val < min_val) {
2053                         min_val = val;
2054                         best_node = n;
2055                 }
2056         }
2057
2058         if (best_node >= 0)
2059                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2060
2061         return best_node;
2062 }
2063
2064
2065 /*
2066  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2067  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2068  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2069  */
2070 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2071 {
2072         enum zone_type i;
2073         int j;
2074         struct zonelist *zonelist;
2075
2076         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2077                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2078                 for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++)
2079                         ;
2080                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2081                 zonelist->zones[j] = NULL;
2082         }
2083 }
2084
2085 /*
2086  * Build gfp_thisnode zonelists
2087  */
2088 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2089 {
2090         enum zone_type i;
2091         int j;
2092         struct zonelist *zonelist;
2093
2094         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2095                 zonelist = pgdat->node_zonelists + MAX_NR_ZONES + i;
2096                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
2097                 zonelist->zones[j] = NULL;
2098         }
2099 }
2100
2101 /*
2102  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2103  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2104  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2105  * may still exist in local DMA zone.
2106  */
2107 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2108
2109 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2110 {
2111         enum zone_type i;
2112         int pos, j, node;
2113         int zone_type;          /* needs to be signed */
2114         struct zone *z;
2115         struct zonelist *zonelist;
2116
2117         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2118                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2119                 pos = 0;
2120                 for (zone_type = i; zone_type >= 0; zone_type--) {
2121                         for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2122                                 node = node_order[j];
2123                                 z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2124                                 if (populated_zone(z)) {
2125                                         zonelist->zones[pos++] = z;
2126                                         check_highest_zone(zone_type);
2127                                 }
2128                         }
2129                 }
2130                 zonelist->zones[pos] = NULL;
2131         }
2132 }
2133
2134 static int default_zonelist_order(void)
2135 {
2136         int nid, zone_type;
2137         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2138         struct zone *z;
2139         int average_size;
2140         /*
2141          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2142          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2143          * into OOM very easily.
2144          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2145          */
2146         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2147         low_kmem_size = 0;
2148         total_size = 0;
2149         for_each_online_node(nid) {
2150                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2151                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2152                         if (populated_zone(z)) {
2153                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2154                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2155                                 total_size += z->present_pages;
2156                         }
2157                 }
2158         }
2159         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2160             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2161                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2162         /*
2163          * look into each node's config.
2164          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2165          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2166          */
2167         average_size = total_size /
2168                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2169         for_each_online_node(nid) {
2170                 low_kmem_size = 0;
2171                 total_size = 0;
2172                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2173                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2174                         if (populated_zone(z)) {
2175                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2176                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2177                                 total_size += z->present_pages;
2178                         }
2179                 }
2180                 if (low_kmem_size &&
2181                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2182                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2183                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2184         }
2185         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2186 }
2187
2188 static void set_zonelist_order(void)
2189 {
2190         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2191                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2192         else
2193                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2194 }
2195
2196 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2197 {
2198         int j, node, load;
2199         enum zone_type i;
2200         nodemask_t used_mask;
2201         int local_node, prev_node;
2202         struct zonelist *zonelist;
2203         int order = current_zonelist_order;
2204
2205         /* initialize zonelists */
2206         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2207                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2208                 zonelist->zones[0] = NULL;
2209         }
2210
2211         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2212         local_node = pgdat->node_id;
2213         load = num_online_nodes();
2214         prev_node = local_node;
2215         nodes_clear(used_mask);
2216
2217         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2218         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2219         j = 0;
2220
2221         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2222                 int distance = node_distance(local_node, node);
2223
2224                 /*
2225                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2226                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2227                  */
2228                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2229                         zone_reclaim_mode = 1;
2230
2231                 /*
2232                  * We don't want to pressure a particular node.
2233                  * So adding penalty to the first node in same
2234                  * distance group to make it round-robin.
2235                  */
2236                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2237                         node_load[node] = load;
2238
2239                 prev_node = node;
2240                 load--;
2241                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2242                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2243                 else
2244                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2245         }
2246
2247         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2248                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2249                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2250         }
2251
2252         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2253 }
2254
2255 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2256 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2257 {
2258         int i;
2259
2260         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2261                 struct zonelist *zonelist;
2262                 struct zonelist_cache *zlc;
2263                 struct zone **z;
2264
2265                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2266                 zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2267                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2268                 for (z = zonelist->zones; *z; z++)
2269                         zlc->z_to_n[z - zonelist->zones] = zone_to_nid(*z);
2270         }
2271 }
2272
2273
2274 #else   /* CONFIG_NUMA */
2275
2276 static void set_zonelist_order(void)
2277 {
2278         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2279 }
2280
2281 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2282 {
2283         int node, local_node;
2284         enum zone_type i,j;
2285
2286         local_node = pgdat->node_id;
2287         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2288                 struct zonelist *zonelist;
2289
2290                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2291
2292                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
2293                 /*
2294                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2295                  * of all the other nodes.
2296                  * We don't want to pressure a particular node, so when
2297                  * building the zones for node N, we make sure that the
2298                  * zones coming right after the local ones are those from
2299                  * node N+1 (modulo N)
2300                  */
2301                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2302                         if (!node_online(node))
2303                                 continue;
2304                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2305                 }
2306                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
2307                         if (!node_online(node))
2308                                 continue;
2309                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2310                 }
2311
2312                 zonelist->zones[j] = NULL;
2313         }
2314 }
2315
2316 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2317 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2318 {
2319         int i;
2320
2321         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2322                 pgdat->node_zonelists[i].zlcache_ptr = NULL;
2323 }
2324
2325 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2326
2327 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
2328 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2329 {
2330         int nid;
2331
2332         for_each_online_node(nid) {
2333                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2334
2335                 build_zonelists(pgdat);
2336                 build_zonelist_cache(pgdat);
2337         }
2338         return 0;
2339 }
2340
2341 void build_all_zonelists(void)
2342 {
2343         set_zonelist_order();
2344
2345         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2346                 __build_all_zonelists(NULL);
2347                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2348         } else {
2349                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
2350                    of zonelist */
2351                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
2352                 /* cpuset refresh routine should be here */
2353         }
2354         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2355         /*
2356          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2357          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2358          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2359          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2360          * disabled and enable it later
2361          */
2362         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2363                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2364         else
2365                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2366
2367         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2368                 "Total pages: %ld\n",
2369                         num_online_nodes(),
2370                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2371                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2372                         vm_total_pages);
2373 #ifdef CONFIG_NUMA
2374         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2375 #endif
2376 }
2377
2378 /*
2379  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2380  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2381  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2382  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2383  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2384  * conservative, even though it seems large.
2385  *
2386  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2387  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2388  */
2389 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2390
2391 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2392 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2393 {
2394         unsigned long size = 1;
2395
2396         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2397
2398         while (size < pages)
2399                 size <<= 1;
2400
2401         /*
2402          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2403          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2404          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2405          */
2406         size = min(size, 4096UL);
2407
2408         return max(size, 4UL);
2409 }
2410 #else
2411 /*
2412  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2413  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2414  *
2415  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2416  *
2417  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2418  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2419  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2420  *
2421  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2422  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2423  *
2424  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2425  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2426  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2427  */
2428 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2429 {
2430         return 4096UL;
2431 }
2432 #endif
2433
2434 /*
2435  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2436  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2437  * hash function before the remainder is taken.
2438  */
2439 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2440 {
2441         return ffz(~size);
2442 }
2443
2444 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2445
2446 /*
2447  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2448  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2449  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2450  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2451  * blocks as reclaim kicks in
2452  */
2453 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2454 {
2455         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2456         struct page *page;
2457         unsigned long reserve, block_migratetype;
2458
2459         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2460         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2461         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2462         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2463                                                         pageblock_order;
2464
2465         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2466                 if (!pfn_valid(pfn))
2467                         continue;
2468                 page = pfn_to_page(pfn);
2469
2470                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2471                 if (PageReserved(page))
2472                         continue;
2473
2474                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2475
2476                 /* If this block is reserved, account for it */
2477                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2478                         reserve--;
2479                         continue;
2480                 }
2481
2482                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2483                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2484                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2485                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2486                         reserve--;
2487                         continue;
2488                 }
2489
2490                 /*
2491                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2492                  * take it back
2493                  */
2494                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2495                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2496                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2497                 }
2498         }
2499 }
2500
2501 /*
2502  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2503  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2504  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2505  */
2506 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2507                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2508 {
2509         struct page *page;
2510         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2511         unsigned long pfn;
2512
2513         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2514                 /*
2515                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2516                  * handed to this function.  They do not
2517                  * exist on hotplugged memory.
2518                  */
2519                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2520                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2521                                 continue;
2522                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2523                                 continue;
2524                 }
2525                 page = pfn_to_page(pfn);
2526                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2527                 init_page_count(page);
2528                 reset_page_mapcount(page);
2529                 SetPageReserved(page);
2530
2531                 /*
2532                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2533                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2534                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2535                  * the address space during boot when many long-lived
2536                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2537                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2538                  * setup_zone_migrate_reserve()
2539                  */
2540                 if ((pfn & (pageblock_nr_pages-1)))
2541                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2542
2543                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2544 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2545                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2546                 if (!is_highmem_idx(zone))
2547                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2548 #endif
2549         }
2550 }
2551
2552 static void __meminit zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat,
2553                                 struct zone *zone, unsigned long size)
2554 {
2555         int order, t;
2556         for_each_migratetype_order(order, t) {
2557                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2558                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2559         }
2560 }
2561
2562 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2563 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2564         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2565 #endif
2566
2567 static int __devinit zone_batchsize(struct zone *zone)
2568 {
2569         int batch;
2570
2571         /*
2572          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2573          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2574          *
2575          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2576          */
2577         batch = zone->present_pages / 1024;
2578         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2579                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2580         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2581         if (batch < 1)
2582                 batch = 1;
2583
2584         /*
2585          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2586          * of 2 value was found to be more likely to have
2587          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2588          *
2589          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2590          * batches of pages, one task can end up with a lot
2591          * of pages of one half of the possible page colors
2592          * and the other with pages of the other colors.
2593          */
2594         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2595
2596         return batch;
2597 }
2598
2599 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2600 {
2601         struct per_cpu_pages *pcp;
2602
2603         memset(p, 0, sizeof(*p));
2604
2605         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
2606         pcp->count = 0;
2607         pcp->high = 6 * batch;
2608         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2609         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2610
2611         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
2612         pcp->count = 0;
2613         pcp->high = 2 * batch;
2614         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
2615         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2616 }
2617
2618 /*
2619  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2620  * to the value high for the pageset p.
2621  */
2622
2623 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2624                                 unsigned long high)
2625 {
2626         struct per_cpu_pages *pcp;
2627
2628         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
2629         pcp->high = high;
2630         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2631         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2632                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2633 }
2634
2635
2636 #ifdef CONFIG_NUMA
2637 /*
2638  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2639  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2640  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2641  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2642  * with interrupts disabled.
2643  *
2644  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2645  *
2646  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2647  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2648  * hotplugged processors.
2649  *
2650  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2651  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2652  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2653  */
2654 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2655
2656 /*
2657  * Dynamically allocate memory for the
2658  * per cpu pageset array in struct zone.
2659  */
2660 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2661 {
2662         struct zone *zone, *dzone;
2663         int node = cpu_to_node(cpu);
2664
2665         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2666
2667         for_each_zone(zone) {
2668
2669                 if (!populated_zone(zone))
2670                         continue;
2671
2672                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2673                                          GFP_KERNEL, node);
2674                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2675                         goto bad;
2676
2677                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2678
2679                 if (percpu_pagelist_fraction)
2680                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2681                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2682         }
2683
2684         return 0;
2685 bad:
2686         for_each_zone(dzone) {
2687                 if (!populated_zone(dzone))
2688                         continue;
2689                 if (dzone == zone)
2690                         break;
2691                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2692                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2693         }
2694         return -ENOMEM;
2695 }
2696
2697 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2698 {
2699         struct zone *zone;
2700
2701         for_each_zone(zone) {
2702                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2703
2704                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2705                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2706                         kfree(pset);
2707                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2708         }
2709 }
2710
2711 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2712                 unsigned long action,
2713                 void *hcpu)
2714 {
2715         int cpu = (long)hcpu;
2716         int ret = NOTIFY_OK;
2717
2718         switch (action) {
2719         case CPU_UP_PREPARE:
2720         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2721                 if (process_zones(cpu))
2722                         ret = NOTIFY_BAD;
2723                 break;
2724         case CPU_UP_CANCELED:
2725         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2726         case CPU_DEAD:
2727         case CPU_DEAD_FROZEN:
2728                 free_zone_pagesets(cpu);
2729                 break;
2730         default:
2731                 break;
2732         }
2733         return ret;
2734 }
2735
2736 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2737         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2738
2739 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2740 {
2741         int err;
2742
2743         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2744          * A cpuup callback will do this for every cpu
2745          * as it comes online
2746          */
2747         err = process_zones(smp_processor_id());
2748         BUG_ON(err);
2749         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2750 }
2751
2752 #endif
2753
2754 static noinline __init_refok
2755 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2756 {
2757         int i;
2758         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2759         size_t alloc_size;
2760
2761         /*
2762          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2763          * per zone.
2764          */
2765         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2766                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2767         zone->wait_table_bits =
2768                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2769         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2770                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2771
2772         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2773                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2774                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2775         } else {
2776                 /*
2777                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2778                  * via memory hot-add.
2779                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2780                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2781                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2782                  * node itself as well.
2783                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2784                  * necessary.
2785                  */
2786                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2787         }
2788         if (!zone->wait_table)
2789                 return -ENOMEM;
2790
2791         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2792                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2793
2794         return 0;
2795 }
2796
2797 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2798 {
2799         int cpu;
2800         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2801
2802         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2803 #ifdef CONFIG_NUMA
2804                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2805                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2806                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2807 #else
2808                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2809 #endif
2810         }
2811         if (zone->present_pages)
2812                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2813                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2814 }
2815
2816 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2817                                         unsigned long zone_start_pfn,
2818                                         unsigned long size,
2819                                         enum memmap_context context)
2820 {
2821         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2822         int ret;
2823         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2824         if (ret)
2825                 return ret;
2826         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2827
2828         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2829
2830         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2831
2832         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2833
2834         return 0;
2835 }
2836
2837 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2838 /*
2839  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2840  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2841  */
2842 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2843 {
2844         int i;
2845
2846         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2847                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2848                         return i;
2849
2850         return -1;
2851 }
2852
2853 /*
2854  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2855  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardles of node
2856  */
2857 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2858 {
2859         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2860                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2861                         return index;
2862
2863         return -1;
2864 }
2865
2866 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2867 /*
2868  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2869  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2870  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2871  * alternative
2872  */
2873 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2874 {
2875         int i;
2876
2877         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2878                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2879                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2880
2881                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2882                         return early_node_map[i].nid;
2883         }
2884
2885         return 0;
2886 }
2887 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2888
2889 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2890 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2891         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2892                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2893
2894 /**
2895  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2896  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2897  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2898  *
2899  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2900  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2901  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2902  */
2903 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2904                                                 unsigned long max_low_pfn)
2905 {
2906         int i;
2907
2908         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2909                 unsigned long size_pages = 0;
2910                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2911
2912                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2913                         continue;
2914
2915                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2916                         end_pfn = max_low_pfn;
2917
2918                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2919                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2920                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2921                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2922         }
2923 }
2924
2925 /**
2926  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2927  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2928  *
2929  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2930  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2931  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2932  */
2933 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2934 {
2935         int i;
2936
2937         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2938                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2939                                 early_node_map[i].start_pfn,
2940                                 early_node_map[i].end_pfn);
2941 }
2942
2943 /**
2944  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2945  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2946  * @start_pfn: The start pfn of the node
2947  * @end_pfn: The end pfn of the node
2948  *
2949  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2950  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2951  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2952  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2953  * be used later.
2954  */
2955 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2956 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2957                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2958 {
2959         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2960                         nid, start_pfn, end_pfn);
2961
2962         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2963         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2964                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2965
2966         /* Update the boundaries */
2967         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2968                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2969         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2970                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2971 }
2972
2973 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
2974 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
2975                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2976 {
2977         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
2978                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
2979
2980         /* Return if boundary information has not been provided */
2981         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2982                 return;
2983
2984         /* Check the boundaries and update if necessary */
2985         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
2986                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
2987         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
2988                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
2989 }
2990 #else
2991 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2992                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
2993
2994 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
2995                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
2996 #endif
2997
2998
2999 /**
3000  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3001  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3002  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3003  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3004  *
3005  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3006  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3007  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3008  * PFNs will be 0.
3009  */
3010 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3011                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3012 {
3013         int i;
3014         *start_pfn = -1UL;
3015         *end_pfn = 0;
3016
3017         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3018                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3019                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3020         }
3021
3022         if (*start_pfn == -1UL)
3023                 *start_pfn = 0;
3024
3025         /* Push the node boundaries out if requested */
3026         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3027 }
3028
3029 /*
3030  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3031  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3032  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3033  */
3034 void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3035 {
3036         int zone_index;
3037         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3038                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3039                         continue;
3040
3041                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3042                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3043                         break;
3044         }
3045
3046         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3047         movable_zone = zone_index;
3048 }
3049
3050 /*
3051  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3052  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3053  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3054  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3055  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3056  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3057  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3058  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3059  */
3060 void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3061                                         unsigned long zone_type,
3062                                         unsigned long node_start_pfn,
3063                                         unsigned long node_end_pfn,
3064                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3065                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3066 {
3067         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3068         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3069                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3070                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3071                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3072                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3073                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3074
3075                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3076                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3077                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3078                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3079
3080                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3081                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3082                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3083         }
3084 }
3085
3086 /*
3087  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3088  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3089  */
3090 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3091                                         unsigned long zone_type,
3092                                         unsigned long *ignored)
3093 {
3094         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3095         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3096
3097         /* Get the start and end of the node and zone */
3098         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3099         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3100         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3101         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3102                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3103                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3104
3105         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3106         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3107                 return 0;
3108
3109         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3110         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3111         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3112
3113         /* Return the spanned pages */
3114         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3115 }
3116
3117 /*
3118  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3119  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3120  */
3121 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3122                                 unsigned long range_start_pfn,
3123                                 unsigned long range_end_pfn)
3124 {
3125         int i = 0;
3126         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3127         unsigned long start_pfn;
3128
3129         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3130         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3131         if (i == -1)
3132                 return 0;
3133
3134         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3135
3136         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3137         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3138                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3139
3140         /* Find all holes for the zone within the node */
3141         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3142
3143                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3144                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3145                         break;
3146
3147                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3148                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3149                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3150
3151                 /* Update the hole size cound and move on */
3152                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3153                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3154                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3155                 }
3156                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3157         }
3158
3159         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3160         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3161                 hole_pages += range_end_pfn -
3162                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3163
3164         return hole_pages;
3165 }
3166
3167 /**
3168  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3169  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3170  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3171  *
3172  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3173  */
3174 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3175                                                         unsigned long end_pfn)
3176 {
3177         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3178 }
3179
3180 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3181 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3182                                         unsigned long zone_type,
3183                                         unsigned long *ignored)
3184 {
3185         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3186         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3187
3188         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3189         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3190                                                         node_start_pfn);
3191         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3192                                                         node_end_pfn);
3193
3194         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3195                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3196                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3197         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3198 }
3199
3200 #else
3201 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3202                                         unsigned long zone_type,
3203                                         unsigned long *zones_size)
3204 {
3205         return zones_size[zone_type];
3206 }
3207
3208 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3209                                                 unsigned long zone_type,
3210                                                 unsigned long *zholes_size)
3211 {
3212         if (!zholes_size)
3213                 return 0;
3214
3215         return zholes_size[zone_type];
3216 }
3217
3218 #endif
3219
3220 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3221                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3222 {
3223         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3224         enum zone_type i;
3225
3226         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3227                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3228                                                                 zones_size);
3229         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3230
3231         realtotalpages = totalpages;
3232         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3233                 realtotalpages -=
3234                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3235                                                                 zholes_size);
3236         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3237         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3238                                                         realtotalpages);
3239 }
3240
3241 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3242 /*
3243  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3244  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3245  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3246  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3247  * bytes.
3248  */
3249 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3250 {
3251         unsigned long usemapsize;
3252
3253         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3254         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3255         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3256         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3257
3258         return usemapsize / 8;
3259 }
3260
3261 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3262                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3263 {
3264         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3265         zone->pageblock_flags = NULL;
3266         if (usemapsize) {
3267                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3268                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3269         }
3270 }
3271 #else
3272 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3273                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3274 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3275
3276 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3277 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3278 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3279 {
3280         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3281         if (pageblock_order)
3282                 return;
3283
3284         /*
3285          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3286          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3287          */
3288         pageblock_order = order;
3289 }
3290 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3291
3292 /* Defined this way to avoid accidently referencing HUGETLB_PAGE_ORDER */
3293 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3294
3295 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3296
3297 /*
3298  * Set up the zone data structures:
3299  *   - mark all pages reserved
3300  *   - mark all memory queues empty
3301  *   - clear the memory bitmaps
3302  */
3303 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3304                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3305 {
3306         enum zone_type j;
3307         int nid = pgdat->node_id;
3308         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3309         int ret;
3310
3311         pgdat_resize_init(pgdat);
3312         pgdat->nr_zones = 0;
3313         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3314         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3315         
3316         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3317                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3318                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3319
3320                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3321                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3322                                                                 zholes_size);
3323
3324                 /*
3325                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3326                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3327                  * and per-cpu initialisations
3328                  */
3329                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3330                 if (realsize >= memmap_pages) {
3331                         realsize -= memmap_pages;
3332                         printk(KERN_DEBUG
3333                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3334                                 zone_names[j], memmap_pages);
3335                 } else
3336                         printk(KERN_WARNING
3337                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3338                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3339
3340                 /* Account for reserved pages */
3341                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3342                         realsize -= dma_reserve;
3343                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3344                                         zone_names[0], dma_reserve);
3345                 }
3346
3347                 if (