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