Drain per-cpu lists when high-order allocations fail
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/topology.h>
32 #include <linux/sysctl.h>
33 #include <linux/cpu.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/memory_hotplug.h>
36 #include <linux/nodemask.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/stop_machine.h>
40 #include <linux/sort.h>
41 #include <linux/pfn.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/fault-inject.h>
44
45 #include <asm/tlbflush.h>
46 #include <asm/div64.h>
47 #include "internal.h"
48
49 /*
50  * Array of node states.
51  */
52 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
53         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
54         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
55 #ifndef CONFIG_NUMA
56         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
57 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
58         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
59 #endif
60         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
61 #endif  /* NUMA */
62 };
63 EXPORT_SYMBOL(node_states);
64
65 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
66 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
67 long nr_swap_pages;
68 int percpu_pagelist_fraction;
69
70 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
71
72 /*
73  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
74  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
75  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
76  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
77  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
78  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
79  *
80  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
81  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
82  */
83 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
84 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
85          256,
86 #endif
87 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
88          256,
89 #endif
90 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
91          32,
92 #endif
93          32,
94 };
95
96 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
97
98 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
99 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
100          "DMA",
101 #endif
102 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
103          "DMA32",
104 #endif
105          "Normal",
106 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
107          "HighMem",
108 #endif
109          "Movable",
110 };
111
112 int min_free_kbytes = 1024;
113
114 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
115 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
116 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
117
118 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
119   /*
120    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maxmimum number of distinct
121    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
122    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
123    * so the number of times add_active_range() can be called is
124    * related to the number of nodes and the number of holes
125    */
126   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
127     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
128     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
129   #else
130     #if MAX_NUMNODES >= 32
131       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
132       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
133     #else
134       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
135       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
136     #endif
137   #endif
138
139   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
140   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
141   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
142   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
143 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
144   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
145   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
146 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
147   unsigned long __initdata required_kernelcore;
148   unsigned long __initdata required_movablecore;
149   unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
150
151   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
152   int movable_zone;
153   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
154 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
155
156 #if MAX_NUMNODES > 1
157 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
158 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
159 #endif
160
161 #ifdef CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY
162 static inline int get_pageblock_migratetype(struct page *page)
163 {
164         return get_pageblock_flags_group(page, PB_migrate, PB_migrate_end);
165 }
166
167 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
168 {
169         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
170                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
171 }
172
173 static inline int gfpflags_to_migratetype(gfp_t gfp_flags)
174 {
175         return ((gfp_flags & __GFP_MOVABLE) != 0);
176 }
177
178 #else
179 static inline int get_pageblock_migratetype(struct page *page)
180 {
181         return MIGRATE_UNMOVABLE;
182 }
183
184 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
185 {
186 }
187
188 static inline int gfpflags_to_migratetype(gfp_t gfp_flags)
189 {
190         return MIGRATE_UNMOVABLE;
191 }
192 #endif /* CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY */
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 #ifdef CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY
674 /*
675  * This array describes the order lists are fallen back to when
676  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
677  */
678 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
679         [MIGRATE_UNMOVABLE] = { MIGRATE_MOVABLE   },
680         [MIGRATE_MOVABLE]   = { MIGRATE_UNMOVABLE },
681 };
682
683 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
684 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
685                                                 int start_migratetype)
686 {
687         struct free_area * area;
688         int current_order;
689         struct page *page;
690         int migratetype, i;
691
692         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
693         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
694                                                 --current_order) {
695                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
696                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
697
698                         area = &(zone->free_area[current_order]);
699                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
700                                 continue;
701
702                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
703                                         struct page, lru);
704                         area->nr_free--;
705
706                         /*
707                          * If breaking a large block of pages, place the buddies
708                          * on the preferred allocation list
709                          */
710                         if (unlikely(current_order >= MAX_ORDER / 2))
711                                 migratetype = start_migratetype;
712
713                         /* Remove the page from the freelists */
714                         list_del(&page->lru);
715                         rmv_page_order(page);
716                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
717                                                         -(1UL << order));
718
719                         if (current_order == MAX_ORDER - 1)
720                                 set_pageblock_migratetype(page,
721                                                         start_migratetype);
722
723                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
724                         return page;
725                 }
726         }
727
728         return NULL;
729 }
730 #else
731 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
732                                                 int start_migratetype)
733 {
734         return NULL;
735 }
736 #endif /* CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY */
737
738 /* 
739  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
740  * Call me with the zone->lock already held.
741  */
742 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
743                                                 int migratetype)
744 {
745         struct free_area * area;
746         unsigned int current_order;
747         struct page *page;
748
749         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
750         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
751                 area = &(zone->free_area[current_order]);
752                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
753                         continue;
754
755                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
756                                                         struct page, lru);
757                 list_del(&page->lru);
758                 rmv_page_order(page);
759                 area->nr_free--;
760                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
761                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
762                 goto got_page;
763         }
764
765         page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
766
767 got_page:
768
769         return page;
770 }
771
772 /* 
773  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
774  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
775  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
776  */
777 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
778                         unsigned long count, struct list_head *list,
779                         int migratetype)
780 {
781         int i;
782         
783         spin_lock(&zone->lock);
784         for (i = 0; i < count; ++i) {
785                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
786                 if (unlikely(page == NULL))
787                         break;
788                 list_add(&page->lru, list);
789                 set_page_private(page, migratetype);
790         }
791         spin_unlock(&zone->lock);
792         return i;
793 }
794
795 #ifdef CONFIG_NUMA
796 /*
797  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
798  * currently executing processor on remote nodes after they have
799  * expired.
800  *
801  * Note that this function must be called with the thread pinned to
802  * a single processor.
803  */
804 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
805 {
806         unsigned long flags;
807         int to_drain;
808
809         local_irq_save(flags);
810         if (pcp->count >= pcp->batch)
811                 to_drain = pcp->batch;
812         else
813                 to_drain = pcp->count;
814         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
815         pcp->count -= to_drain;
816         local_irq_restore(flags);
817 }
818 #endif
819
820 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
821 {
822         unsigned long flags;
823         struct zone *zone;
824         int i;
825
826         for_each_zone(zone) {
827                 struct per_cpu_pageset *pset;
828
829                 if (!populated_zone(zone))
830                         continue;
831
832                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
833                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
834                         struct per_cpu_pages *pcp;
835
836                         pcp = &pset->pcp[i];
837                         local_irq_save(flags);
838                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
839                         pcp->count = 0;
840                         local_irq_restore(flags);
841                 }
842         }
843 }
844
845 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
846
847 void mark_free_pages(struct zone *zone)
848 {
849         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
850         unsigned long flags;
851         int order, t;
852         struct list_head *curr;
853
854         if (!zone->spanned_pages)
855                 return;
856
857         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
858
859         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
860         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
861                 if (pfn_valid(pfn)) {
862                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
863
864                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
865                                 swsusp_unset_page_free(page);
866                 }
867
868         for_each_migratetype_order(order, t) {
869                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
870                         unsigned long i;
871
872                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
873                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
874                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
875                 }
876         }
877         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
878 }
879 #endif /* CONFIG_PM */
880
881 #if defined(CONFIG_HIBERNATION) || defined(CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY)
882 /*
883  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
884  */
885 void drain_local_pages(void)
886 {
887         unsigned long flags;
888
889         local_irq_save(flags);  
890         __drain_pages(smp_processor_id());
891         local_irq_restore(flags);       
892 }
893
894 void smp_drain_local_pages(void *arg)
895 {
896         drain_local_pages();
897 }
898
899 /*
900  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
901  */
902 void drain_all_local_pages(void)
903 {
904         unsigned long flags;
905
906         local_irq_save(flags);
907         __drain_pages(smp_processor_id());
908         local_irq_restore(flags);
909
910         smp_call_function(smp_drain_local_pages, NULL, 0, 1);
911 }
912 #else
913 void drain_all_local_pages(void) {}
914 #endif /* CONFIG_HIBERNATION || CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY */
915
916 /*
917  * Free a 0-order page
918  */
919 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
920 {
921         struct zone *zone = page_zone(page);
922         struct per_cpu_pages *pcp;
923         unsigned long flags;
924
925         if (PageAnon(page))
926                 page->mapping = NULL;
927         if (free_pages_check(page))
928                 return;
929
930         if (!PageHighMem(page))
931                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
932         arch_free_page(page, 0);
933         kernel_map_pages(page, 1, 0);
934
935         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
936         local_irq_save(flags);
937         __count_vm_event(PGFREE);
938         list_add(&page->lru, &pcp->list);
939         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
940         pcp->count++;
941         if (pcp->count >= pcp->high) {
942                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
943                 pcp->count -= pcp->batch;
944         }
945         local_irq_restore(flags);
946         put_cpu();
947 }
948
949 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
950 {
951         free_hot_cold_page(page, 0);
952 }
953         
954 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
955 {
956         free_hot_cold_page(page, 1);
957 }
958
959 /*
960  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
961  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
962  * Each sub-page must be freed individually.
963  *
964  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
965  * Please consult with lkml before using this in your driver.
966  */
967 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
968 {
969         int i;
970
971         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
972         VM_BUG_ON(!page_count(page));
973         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
974                 set_page_refcounted(page + i);
975 }
976
977 /*
978  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
979  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
980  * or two.
981  */
982 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
983                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
984 {
985         unsigned long flags;
986         struct page *page;
987         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
988         int cpu;
989         int migratetype = gfpflags_to_migratetype(gfp_flags);
990
991 again:
992         cpu  = get_cpu();
993         if (likely(order == 0)) {
994                 struct per_cpu_pages *pcp;
995
996                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
997                 local_irq_save(flags);
998                 if (!pcp->count) {
999                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1000                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1001                         if (unlikely(!pcp->count))
1002                                 goto failed;
1003                 }
1004
1005 #ifdef CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY
1006                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1007                 list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1008                         if (page_private(page) == migratetype)
1009                                 break;
1010
1011                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1012                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1013                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1014                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1015                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1016                 }
1017 #else
1018                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1019 #endif /* CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY */
1020
1021                 list_del(&page->lru);
1022                 pcp->count--;
1023         } else {
1024                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1025                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1026                 spin_unlock(&zone->lock);
1027                 if (!page)
1028                         goto failed;
1029         }
1030
1031         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1032         zone_statistics(zonelist, zone);
1033         local_irq_restore(flags);
1034         put_cpu();
1035
1036         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1037         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1038                 goto again;
1039         return page;
1040
1041 failed:
1042         local_irq_restore(flags);
1043         put_cpu();
1044         return NULL;
1045 }
1046
1047 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1048 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1049 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1050 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1051 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1052 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1053 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1054
1055 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1056
1057 static struct fail_page_alloc_attr {
1058         struct fault_attr attr;
1059
1060         u32 ignore_gfp_highmem;
1061         u32 ignore_gfp_wait;
1062         u32 min_order;
1063
1064 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1065
1066         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1067         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1068         struct dentry *min_order_file;
1069
1070 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1071
1072 } fail_page_alloc = {
1073         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1074         .ignore_gfp_wait = 1,
1075         .ignore_gfp_highmem = 1,
1076         .min_order = 1,
1077 };
1078
1079 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1080 {
1081         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1082 }
1083 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1084
1085 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1086 {
1087         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1088                 return 0;
1089         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1090                 return 0;
1091         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1092                 return 0;
1093         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1094                 return 0;
1095
1096         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1097 }
1098
1099 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1100
1101 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1102 {
1103         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1104         struct dentry *dir;
1105         int err;
1106
1107         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1108                                        "fail_page_alloc");
1109         if (err)
1110                 return err;
1111         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1112
1113         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1114                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1115                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1116
1117         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1118                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1119                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1120         fail_page_alloc.min_order_file =
1121                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1122                                    &fail_page_alloc.min_order);
1123
1124         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1125             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1126             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1127                 err = -ENOMEM;
1128                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1129                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1130                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1131                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1132         }
1133
1134         return err;
1135 }
1136
1137 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1138
1139 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1140
1141 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1142
1143 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1144 {
1145         return 0;
1146 }
1147
1148 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1149
1150 /*
1151  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1152  * of the allocation.
1153  */
1154 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1155                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1156 {
1157         /* free_pages my go negative - that's OK */
1158         long min = mark;
1159         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1160         int o;
1161
1162         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1163                 min -= min / 2;
1164         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1165                 min -= min / 4;
1166
1167         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1168                 return 0;
1169         for (o = 0; o < order; o++) {
1170                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1171                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1172
1173                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1174                 min >>= 1;
1175
1176                 if (free_pages <= min)
1177                         return 0;
1178         }
1179         return 1;
1180 }
1181
1182 #ifdef CONFIG_NUMA
1183 /*
1184  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1185  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1186  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1187  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1188  * that have to skip over alot of full or unallowed zones.
1189  *
1190  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1191  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1192  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1193  *
1194  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1195  * nothing and returns NULL.
1196  *
1197  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1198  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1199  *
1200  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1201  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1202  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1203  * quickly as we can.
1204  */
1205 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1206 {
1207         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1208         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1209
1210         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1211         if (!zlc)
1212                 return NULL;
1213
1214         if (jiffies - zlc->last_full_zap > 1 * HZ) {
1215                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1216                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1217         }
1218
1219         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1220                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1221                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1222         return allowednodes;
1223 }
1224
1225 /*
1226  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1227  * if it is worth looking at further for free memory:
1228  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1229  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1230  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1231  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1232  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1233  * else return false (zero) if it is not.
1234  *
1235  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1236  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1237  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1238  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1239  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1240  * into the second scan of the zonelist.
1241  *
1242  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1243  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1244  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1245  * unturned looking for a free page.
1246  */
1247 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1248                                                 nodemask_t *allowednodes)
1249 {
1250         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1251         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1252         int n;                          /* node that zone *z is on */
1253
1254         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1255         if (!zlc)
1256                 return 1;
1257
1258         i = z - zonelist->zones;
1259         n = zlc->z_to_n[i];
1260
1261         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1262         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1263 }
1264
1265 /*
1266  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1267  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1268  * from that zone don't waste time re-examining it.
1269  */
1270 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1271 {
1272         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1273         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1274
1275         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1276         if (!zlc)
1277                 return;
1278
1279         i = z - zonelist->zones;
1280
1281         set_bit(i, zlc->fullzones);
1282 }
1283
1284 #else   /* CONFIG_NUMA */
1285
1286 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1287 {
1288         return NULL;
1289 }
1290
1291 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1292                                 nodemask_t *allowednodes)
1293 {
1294         return 1;
1295 }
1296
1297 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1298 {
1299 }
1300 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1301
1302 /*
1303  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1304  * a page.
1305  */
1306 static struct page *
1307 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1308                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1309 {
1310         struct zone **z;
1311         struct page *page = NULL;
1312         int classzone_idx = zone_idx(zonelist->zones[0]);
1313         struct zone *zone;
1314         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1315         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1316         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1317         enum zone_type highest_zoneidx = -1; /* Gets set for policy zonelists */
1318
1319 zonelist_scan:
1320         /*
1321          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1322          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1323          */
1324         z = zonelist->zones;
1325
1326         do {
1327                 /*
1328                  * In NUMA, this could be a policy zonelist which contains
1329                  * zones that may not be allowed by the current gfp_mask.
1330                  * Check the zone is allowed by the current flags
1331                  */
1332                 if (unlikely(alloc_should_filter_zonelist(zonelist))) {
1333                         if (highest_zoneidx == -1)
1334                                 highest_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1335                         if (zone_idx(*z) > highest_zoneidx)
1336                                 continue;
1337                 }
1338
1339                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1340                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1341                                 continue;
1342                 zone = *z;
1343                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1344                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1345                                 goto try_next_zone;
1346
1347                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1348                         unsigned long mark;
1349                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1350                                 mark = zone->pages_min;
1351                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1352                                 mark = zone->pages_low;
1353                         else
1354                                 mark = zone->pages_high;
1355                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1356                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1357                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1358                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1359                                         goto this_zone_full;
1360                         }
1361                 }
1362
1363                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
1364                 if (page)
1365                         break;
1366 this_zone_full:
1367                 if (NUMA_BUILD)
1368                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1369 try_next_zone:
1370                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1371                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1372                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1373                         zlc_active = 1;
1374                         did_zlc_setup = 1;
1375                 }
1376         } while (*(++z) != NULL);
1377
1378         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1379                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1380                 zlc_active = 0;
1381                 goto zonelist_scan;
1382         }
1383         return page;
1384 }
1385
1386 /*
1387  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1388  */
1389 struct page * fastcall
1390 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1391                 struct zonelist *zonelist)
1392 {
1393         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1394         struct zone **z;
1395         struct page *page;
1396         struct reclaim_state reclaim_state;
1397         struct task_struct *p = current;
1398         int do_retry;
1399         int alloc_flags;
1400         int did_some_progress;
1401
1402         might_sleep_if(wait);
1403
1404         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1405                 return NULL;
1406
1407 restart:
1408         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1409
1410         if (unlikely(*z == NULL)) {
1411                 /*
1412                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1413                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1414                  */
1415                 return NULL;
1416         }
1417
1418         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1419                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1420         if (page)
1421                 goto got_pg;
1422
1423         /*
1424          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1425          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1426          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1427          * using a larger set of nodes after it has established that the
1428          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1429          * over allocated.
1430          */
1431         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1432                 goto nopage;
1433
1434         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1435                 wakeup_kswapd(*z, order);
1436
1437         /*
1438          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1439          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1440          * to how we want to proceed.
1441          *
1442          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1443          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1444          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1445          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1446          */
1447         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1448         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1449                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1450         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1451                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1452         if (wait)
1453                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1454
1455         /*
1456          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1457          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1458          *
1459          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1460          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1461          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1462          */
1463         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1464         if (page)
1465                 goto got_pg;
1466
1467         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1468
1469 rebalance:
1470         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1471                         && !in_interrupt()) {
1472                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1473 nofail_alloc:
1474                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1475                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1476                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1477                         if (page)
1478                                 goto got_pg;
1479                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1480                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1481                                 goto nofail_alloc;
1482                         }
1483                 }
1484                 goto nopage;
1485         }
1486
1487         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1488         if (!wait)
1489                 goto nopage;
1490
1491         cond_resched();
1492
1493         /* We now go into synchronous reclaim */
1494         cpuset_memory_pressure_bump();
1495         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1496         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1497         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1498
1499         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, order, gfp_mask);
1500
1501         p->reclaim_state = NULL;
1502         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1503
1504         cond_resched();
1505
1506         if (order != 0)
1507                 drain_all_local_pages();
1508
1509         if (likely(did_some_progress)) {
1510                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1511                                                 zonelist, alloc_flags);
1512                 if (page)
1513                         goto got_pg;
1514         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1515                 /*
1516                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1517                  * very high watermark here, this is only to catch
1518                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1519                  * under heavy pressure.
1520                  */
1521                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1522                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1523                 if (page)
1524                         goto got_pg;
1525
1526                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1527                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1528                         goto nopage;
1529
1530                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1531                 goto restart;
1532         }
1533
1534         /*
1535          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1536          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1537          *
1538          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1539          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1540          */
1541         do_retry = 0;
1542         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1543                 if ((order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) ||
1544                                                 (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1545                         do_retry = 1;
1546                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1547                         do_retry = 1;
1548         }
1549         if (do_retry) {
1550                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1551                 goto rebalance;
1552         }
1553
1554 nopage:
1555         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1556                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1557                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1558                         p->comm, order, gfp_mask);
1559                 dump_stack();
1560                 show_mem();
1561         }
1562 got_pg:
1563         return page;
1564 }
1565
1566 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1567
1568 /*
1569  * Common helper functions.
1570  */
1571 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1572 {
1573         struct page * page;
1574         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1575         if (!page)
1576                 return 0;
1577         return (unsigned long) page_address(page);
1578 }
1579
1580 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1581
1582 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1583 {
1584         struct page * page;
1585
1586         /*
1587          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1588          * a highmem page
1589          */
1590         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1591
1592         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1593         if (page)
1594                 return (unsigned long) page_address(page);
1595         return 0;
1596 }
1597
1598 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1599
1600 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1601 {
1602         int i = pagevec_count(pvec);
1603
1604         while (--i >= 0)
1605                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1606 }
1607
1608 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1609 {
1610         if (put_page_testzero(page)) {
1611                 if (order == 0)
1612                         free_hot_page(page);
1613                 else
1614                         __free_pages_ok(page, order);
1615         }
1616 }
1617
1618 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1619
1620 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1621 {
1622         if (addr != 0) {
1623                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1624                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1625         }
1626 }
1627
1628 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1629
1630 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1631 {
1632         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1633         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1634         unsigned int sum = 0;
1635
1636         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1637         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1638         struct zone *zone;
1639
1640         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1641                 unsigned long size = zone->present_pages;
1642                 unsigned long high = zone->pages_high;
1643                 if (size > high)
1644                         sum += size - high;
1645         }
1646
1647         return sum;
1648 }
1649
1650 /*
1651  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1652  */
1653 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1654 {
1655         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1656 }
1657 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1658
1659 /*
1660  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1661  */
1662 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1663 {
1664         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1665 }
1666
1667 static inline void show_node(struct zone *zone)
1668 {
1669         if (NUMA_BUILD)
1670                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1671 }
1672
1673 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1674 {
1675         val->totalram = totalram_pages;
1676         val->sharedram = 0;
1677         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1678         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1679         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1680         val->freehigh = nr_free_highpages();
1681         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1682 }
1683
1684 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1685
1686 #ifdef CONFIG_NUMA
1687 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1688 {
1689         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1690
1691         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1692         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1693 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1694         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1695         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1696                         NR_FREE_PAGES);
1697 #else
1698         val->totalhigh = 0;
1699         val->freehigh = 0;
1700 #endif
1701         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1702 }
1703 #endif
1704
1705 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1706
1707 /*
1708  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1709  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1710  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1711  */
1712 void show_free_areas(void)
1713 {
1714         int cpu;
1715         struct zone *zone;
1716
1717         for_each_zone(zone) {
1718                 if (!populated_zone(zone))
1719                         continue;
1720
1721                 show_node(zone);
1722                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1723
1724                 for_each_online_cpu(cpu) {
1725                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1726
1727                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1728
1729                         printk("CPU %4d: Hot: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d   "
1730                                "Cold: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1731                                cpu, pageset->pcp[0].high,
1732                                pageset->pcp[0].batch, pageset->pcp[0].count,
1733                                pageset->pcp[1].high, pageset->pcp[1].batch,
1734                                pageset->pcp[1].count);
1735                 }
1736         }
1737
1738         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1739                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1740                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1741                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1742                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1743                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1744                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1745                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1746                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1747                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1748                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1749                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1750                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1751
1752         for_each_zone(zone) {
1753                 int i;
1754
1755                 if (!populated_zone(zone))
1756                         continue;
1757
1758                 show_node(zone);
1759                 printk("%s"
1760                         " free:%lukB"
1761                         " min:%lukB"
1762                         " low:%lukB"
1763                         " high:%lukB"
1764                         " active:%lukB"
1765                         " inactive:%lukB"
1766                         " present:%lukB"
1767                         " pages_scanned:%lu"
1768                         " all_unreclaimable? %s"
1769                         "\n",
1770                         zone->name,
1771                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1772                         K(zone->pages_min),
1773                         K(zone->pages_low),
1774                         K(zone->pages_high),
1775                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1776                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1777                         K(zone->present_pages),
1778                         zone->pages_scanned,
1779                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1780                         );
1781                 printk("lowmem_reserve[]:");
1782                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1783                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1784                 printk("\n");
1785         }
1786
1787         for_each_zone(zone) {
1788                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1789
1790                 if (!populated_zone(zone))
1791                         continue;
1792
1793                 show_node(zone);
1794                 printk("%s: ", zone->name);
1795
1796                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1797                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1798                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1799                         total += nr[order] << order;
1800                 }
1801                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1802                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1803                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1804                 printk("= %lukB\n", K(total));
1805         }
1806
1807         show_swap_cache_info();
1808 }
1809
1810 /*
1811  * Builds allocation fallback zone lists.
1812  *
1813  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1814  */
1815 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1816                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1817 {
1818         struct zone *zone;
1819
1820         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1821         zone_type++;
1822
1823         do {
1824                 zone_type--;
1825                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1826                 if (populated_zone(zone)) {
1827                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1828                         check_highest_zone(zone_type);
1829                 }
1830
1831         } while (zone_type);
1832         return nr_zones;
1833 }
1834
1835
1836 /*
1837  *  zonelist_order:
1838  *  0 = automatic detection of better ordering.
1839  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1840  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1841  *
1842  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1843  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1844  */
1845 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
1846 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
1847 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
1848
1849 /* zonelist order in the kernel.
1850  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
1851  */
1852 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1853 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
1854
1855
1856 #ifdef CONFIG_NUMA
1857 /* The value user specified ....changed by config */
1858 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1859 /* string for sysctl */
1860 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
1861 char numa_zonelist_order[16] = "default";
1862
1863 /*
1864  * interface for configure zonelist ordering.
1865  * command line option "numa_zonelist_order"
1866  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
1867  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
1868  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
1869  */
1870
1871 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
1872 {
1873         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
1874                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1875         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
1876                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
1877         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
1878                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
1879         } else {
1880                 printk(KERN_WARNING
1881                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
1882                         "%s\n", s);
1883                 return -EINVAL;
1884         }
1885         return 0;
1886 }
1887
1888 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
1889 {
1890         if (s)
1891                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
1892         return 0;
1893 }
1894 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
1895
1896 /*
1897  * sysctl handler for numa_zonelist_order
1898  */
1899 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
1900                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
1901                 loff_t *ppos)
1902 {
1903         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
1904         int ret;
1905
1906         if (write)
1907                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
1908                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
1909         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
1910         if (ret)
1911                 return ret;
1912         if (write) {
1913                 int oldval = user_zonelist_order;
1914                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
1915                         /*
1916                          * bogus value.  restore saved string
1917                          */
1918                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
1919                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
1920                         user_zonelist_order = oldval;
1921                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
1922                         build_all_zonelists();
1923         }
1924         return 0;
1925 }
1926
1927
1928 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1929 static int node_load[MAX_NUMNODES];
1930
1931 /**
1932  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1933  * @node: node whose fallback list we're appending
1934  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1935  *
1936  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1937  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1938  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1939  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1940  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1941  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1942  * on them otherwise.
1943  * It returns -1 if no node is found.
1944  */
1945 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1946 {
1947         int n, val;
1948         int min_val = INT_MAX;
1949         int best_node = -1;
1950
1951         /* Use the local node if we haven't already */
1952         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1953                 node_set(node, *used_node_mask);
1954                 return node;
1955         }
1956
1957         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
1958                 cpumask_t tmp;
1959
1960                 /* Don't want a node to appear more than once */
1961                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1962                         continue;
1963
1964                 /* Use the distance array to find the distance */
1965                 val = node_distance(node, n);
1966
1967                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1968                 val += (n < node);
1969
1970                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1971                 tmp = node_to_cpumask(n);
1972                 if (!cpus_empty(tmp))
1973                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1974
1975                 /* Slight preference for less loaded node */
1976                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1977                 val += node_load[n];
1978
1979                 if (val < min_val) {
1980                         min_val = val;
1981                         best_node = n;
1982                 }
1983         }
1984
1985         if (best_node >= 0)
1986                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1987
1988         return best_node;
1989 }
1990
1991
1992 /*
1993  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
1994  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
1995  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
1996  */
1997 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
1998 {
1999         enum zone_type i;
2000         int j;
2001         struct zonelist *zonelist;
2002
2003         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2004                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2005                 for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++)
2006                         ;
2007                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2008                 zonelist->zones[j] = NULL;
2009         }
2010 }
2011
2012 /*
2013  * Build gfp_thisnode zonelists
2014  */
2015 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2016 {
2017         enum zone_type i;
2018         int j;
2019         struct zonelist *zonelist;
2020
2021         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2022                 zonelist = pgdat->node_zonelists + MAX_NR_ZONES + i;
2023                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
2024                 zonelist->zones[j] = NULL;
2025         }
2026 }
2027
2028 /*
2029  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2030  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2031  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2032  * may still exist in local DMA zone.
2033  */
2034 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2035
2036 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2037 {
2038         enum zone_type i;
2039         int pos, j, node;
2040         int zone_type;          /* needs to be signed */
2041         struct zone *z;
2042         struct zonelist *zonelist;
2043
2044         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2045                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2046                 pos = 0;
2047                 for (zone_type = i; zone_type >= 0; zone_type--) {
2048                         for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2049                                 node = node_order[j];
2050                                 z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2051                                 if (populated_zone(z)) {
2052                                         zonelist->zones[pos++] = z;
2053                                         check_highest_zone(zone_type);
2054                                 }
2055                         }
2056                 }
2057                 zonelist->zones[pos] = NULL;
2058         }
2059 }
2060
2061 static int default_zonelist_order(void)
2062 {
2063         int nid, zone_type;
2064         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2065         struct zone *z;
2066         int average_size;
2067         /*
2068          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2069          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2070          * into OOM very easily.
2071          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2072          */
2073         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2074         low_kmem_size = 0;
2075         total_size = 0;
2076         for_each_online_node(nid) {
2077                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2078                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2079                         if (populated_zone(z)) {
2080                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2081                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2082                                 total_size += z->present_pages;
2083                         }
2084                 }
2085         }
2086         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2087             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2088                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2089         /*
2090          * look into each node's config.
2091          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2092          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2093          */
2094         average_size = total_size /
2095                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2096         for_each_online_node(nid) {
2097                 low_kmem_size = 0;
2098                 total_size = 0;
2099                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2100                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2101                         if (populated_zone(z)) {
2102                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2103                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2104                                 total_size += z->present_pages;
2105                         }
2106                 }
2107                 if (low_kmem_size &&
2108                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2109                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2110                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2111         }
2112         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2113 }
2114
2115 static void set_zonelist_order(void)
2116 {
2117         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2118                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2119         else
2120                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2121 }
2122
2123 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2124 {
2125         int j, node, load;
2126         enum zone_type i;
2127         nodemask_t used_mask;
2128         int local_node, prev_node;
2129         struct zonelist *zonelist;
2130         int order = current_zonelist_order;
2131
2132         /* initialize zonelists */
2133         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2134                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2135                 zonelist->zones[0] = NULL;
2136         }
2137
2138         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2139         local_node = pgdat->node_id;
2140         load = num_online_nodes();
2141         prev_node = local_node;
2142         nodes_clear(used_mask);
2143
2144         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2145         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2146         j = 0;
2147
2148         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2149                 int distance = node_distance(local_node, node);
2150
2151                 /*
2152                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2153                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2154                  */
2155                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2156                         zone_reclaim_mode = 1;
2157
2158                 /*
2159                  * We don't want to pressure a particular node.
2160                  * So adding penalty to the first node in same
2161                  * distance group to make it round-robin.
2162                  */
2163                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2164                         node_load[node] = load;
2165
2166                 prev_node = node;
2167                 load--;
2168                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2169                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2170                 else
2171                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2172         }
2173
2174         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2175                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2176                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2177         }
2178
2179         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2180 }
2181
2182 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2183 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2184 {
2185         int i;
2186
2187         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2188                 struct zonelist *zonelist;
2189                 struct zonelist_cache *zlc;
2190                 struct zone **z;
2191
2192                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2193                 zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2194                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2195                 for (z = zonelist->zones; *z; z++)
2196                         zlc->z_to_n[z - zonelist->zones] = zone_to_nid(*z);
2197         }
2198 }
2199
2200
2201 #else   /* CONFIG_NUMA */
2202
2203 static void set_zonelist_order(void)
2204 {
2205         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2206 }
2207
2208 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2209 {
2210         int node, local_node;
2211         enum zone_type i,j;
2212
2213         local_node = pgdat->node_id;
2214         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2215                 struct zonelist *zonelist;
2216
2217                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2218
2219                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
2220                 /*
2221                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2222                  * of all the other nodes.
2223                  * We don't want to pressure a particular node, so when
2224                  * building the zones for node N, we make sure that the
2225                  * zones coming right after the local ones are those from
2226                  * node N+1 (modulo N)
2227                  */
2228                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2229                         if (!node_online(node))
2230                                 continue;
2231                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2232                 }
2233                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
2234                         if (!node_online(node))
2235                                 continue;
2236                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2237                 }
2238
2239                 zonelist->zones[j] = NULL;
2240         }
2241 }
2242
2243 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2244 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2245 {
2246         int i;
2247
2248         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2249                 pgdat->node_zonelists[i].zlcache_ptr = NULL;
2250 }
2251
2252 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2253
2254 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
2255 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2256 {
2257         int nid;
2258
2259         for_each_online_node(nid) {
2260                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2261
2262                 build_zonelists(pgdat);
2263                 build_zonelist_cache(pgdat);
2264         }
2265         return 0;
2266 }
2267
2268 void build_all_zonelists(void)
2269 {
2270         set_zonelist_order();
2271
2272         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2273                 __build_all_zonelists(NULL);
2274                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2275         } else {
2276                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
2277                    of zonelist */
2278                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
2279                 /* cpuset refresh routine should be here */
2280         }
2281         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2282         printk("Built %i zonelists in %s order.  Total pages: %ld\n",
2283                         num_online_nodes(),
2284                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2285                         vm_total_pages);
2286 #ifdef CONFIG_NUMA
2287         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2288 #endif
2289 }
2290
2291 /*
2292  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2293  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2294  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2295  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2296  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2297  * conservative, even though it seems large.
2298  *
2299  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2300  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2301  */
2302 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2303
2304 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2305 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2306 {
2307         unsigned long size = 1;
2308
2309         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2310
2311         while (size < pages)
2312                 size <<= 1;
2313
2314         /*
2315          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2316          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2317          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2318          */
2319         size = min(size, 4096UL);
2320
2321         return max(size, 4UL);
2322 }
2323 #else
2324 /*
2325  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2326  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2327  *
2328  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2329  *
2330  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2331  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2332  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2333  *
2334  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2335  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2336  *
2337  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2338  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2339  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2340  */
2341 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2342 {
2343         return 4096UL;
2344 }
2345 #endif
2346
2347 /*
2348  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2349  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2350  * hash function before the remainder is taken.
2351  */
2352 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2353 {
2354         return ffz(~size);
2355 }
2356
2357 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2358
2359 /*
2360  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2361  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2362  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2363  */
2364 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2365                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2366 {
2367         struct page *page;
2368         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2369         unsigned long pfn;
2370
2371         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2372                 /*
2373                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2374                  * handed to this function.  They do not
2375                  * exist on hotplugged memory.
2376                  */
2377                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2378                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2379                                 continue;
2380                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2381                                 continue;
2382                 }
2383                 page = pfn_to_page(pfn);
2384                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2385                 init_page_count(page);
2386                 reset_page_mapcount(page);
2387                 SetPageReserved(page);
2388
2389                 /*
2390                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2391                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2392                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2393                  * the address space during boot when many long-lived
2394                  * kernel allocations are made
2395                  */
2396                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2397
2398                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2399 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2400                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2401                 if (!is_highmem_idx(zone))
2402                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2403 #endif
2404         }
2405 }
2406
2407 static void __meminit zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat,
2408                                 struct zone *zone, unsigned long size)
2409 {
2410         int order, t;
2411         for_each_migratetype_order(order, t) {
2412                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2413                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2414         }
2415 }
2416
2417 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2418 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2419         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2420 #endif
2421
2422 static int __devinit zone_batchsize(struct zone *zone)
2423 {
2424         int batch;
2425
2426         /*
2427          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2428          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2429          *
2430          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2431          */
2432         batch = zone->present_pages / 1024;
2433         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2434                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2435         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2436         if (batch < 1)
2437                 batch = 1;
2438
2439         /*
2440          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2441          * of 2 value was found to be more likely to have
2442          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2443          *
2444          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2445          * batches of pages, one task can end up with a lot
2446          * of pages of one half of the possible page colors
2447          * and the other with pages of the other colors.
2448          */
2449         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2450
2451         return batch;
2452 }
2453
2454 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2455 {
2456         struct per_cpu_pages *pcp;
2457
2458         memset(p, 0, sizeof(*p));
2459
2460         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
2461         pcp->count = 0;
2462         pcp->high = 6 * batch;
2463         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2464         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2465
2466         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
2467         pcp->count = 0;
2468         pcp->high = 2 * batch;
2469         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
2470         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2471 }
2472
2473 /*
2474  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2475  * to the value high for the pageset p.
2476  */
2477
2478 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2479                                 unsigned long high)
2480 {
2481         struct per_cpu_pages *pcp;
2482
2483         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
2484         pcp->high = high;
2485         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2486         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2487                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2488 }
2489
2490
2491 #ifdef CONFIG_NUMA
2492 /*
2493  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2494  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2495  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2496  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2497  * with interrupts disabled.
2498  *
2499  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2500  *
2501  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2502  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2503  * hotplugged processors.
2504  *
2505  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2506  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2507  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2508  */
2509 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2510
2511 /*
2512  * Dynamically allocate memory for the
2513  * per cpu pageset array in struct zone.
2514  */
2515 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2516 {
2517         struct zone *zone, *dzone;
2518         int node = cpu_to_node(cpu);
2519
2520         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2521
2522         for_each_zone(zone) {
2523
2524                 if (!populated_zone(zone))
2525                         continue;
2526
2527                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2528                                          GFP_KERNEL, node);
2529                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2530                         goto bad;
2531
2532                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2533
2534                 if (percpu_pagelist_fraction)
2535                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2536                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2537         }
2538
2539         return 0;
2540 bad:
2541         for_each_zone(dzone) {
2542                 if (!populated_zone(dzone))
2543                         continue;
2544                 if (dzone == zone)
2545                         break;
2546                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2547                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2548         }
2549         return -ENOMEM;
2550 }
2551
2552 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2553 {
2554         struct zone *zone;
2555
2556         for_each_zone(zone) {
2557                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2558
2559                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2560                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2561                         kfree(pset);
2562                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2563         }
2564 }
2565
2566 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2567                 unsigned long action,
2568                 void *hcpu)
2569 {
2570         int cpu = (long)hcpu;
2571         int ret = NOTIFY_OK;
2572
2573         switch (action) {
2574         case CPU_UP_PREPARE:
2575         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2576                 if (process_zones(cpu))
2577                         ret = NOTIFY_BAD;
2578                 break;
2579         case CPU_UP_CANCELED:
2580         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2581         case CPU_DEAD:
2582         case CPU_DEAD_FROZEN:
2583                 free_zone_pagesets(cpu);
2584                 break;
2585         default:
2586                 break;
2587         }
2588         return ret;
2589 }
2590
2591 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2592         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2593
2594 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2595 {
2596         int err;
2597
2598         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2599          * A cpuup callback will do this for every cpu
2600          * as it comes online
2601          */
2602         err = process_zones(smp_processor_id());
2603         BUG_ON(err);
2604         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2605 }
2606
2607 #endif
2608
2609 static noinline __init_refok
2610 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2611 {
2612         int i;
2613         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2614         size_t alloc_size;
2615
2616         /*
2617          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2618          * per zone.
2619          */
2620         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2621                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2622         zone->wait_table_bits =
2623                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2624         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2625                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2626
2627         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2628                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2629                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2630         } else {
2631                 /*
2632                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2633                  * via memory hot-add.
2634                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2635                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2636                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2637                  * node itself as well.
2638                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2639                  * necessary.
2640                  */
2641                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2642         }
2643         if (!zone->wait_table)
2644                 return -ENOMEM;
2645
2646         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2647                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2648
2649         return 0;
2650 }
2651
2652 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2653 {
2654         int cpu;
2655         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2656
2657         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2658 #ifdef CONFIG_NUMA
2659                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2660                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2661                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2662 #else
2663                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2664 #endif
2665         }
2666         if (zone->present_pages)
2667                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2668                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2669 }
2670
2671 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2672                                         unsigned long zone_start_pfn,
2673                                         unsigned long size,
2674                                         enum memmap_context context)
2675 {
2676         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2677         int ret;
2678         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2679         if (ret)
2680                 return ret;
2681         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2682
2683         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2684
2685         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2686
2687         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2688
2689         return 0;
2690 }
2691
2692 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2693 /*
2694  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2695  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2696  */
2697 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2698 {
2699         int i;
2700
2701         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2702                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2703                         return i;
2704
2705         return -1;
2706 }
2707
2708 /*
2709  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2710  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardles of node
2711  */
2712 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2713 {
2714         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2715                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2716                         return index;
2717
2718         return -1;
2719 }
2720
2721 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2722 /*
2723  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2724  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2725  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2726  * alternative
2727  */
2728 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2729 {
2730         int i;
2731
2732         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2733                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2734                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2735
2736                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2737                         return early_node_map[i].nid;
2738         }
2739
2740         return 0;
2741 }
2742 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2743
2744 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2745 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2746         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2747                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2748
2749 /**
2750  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2751  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2752  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2753  *
2754  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2755  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2756  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2757  */
2758 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2759                                                 unsigned long max_low_pfn)
2760 {
2761         int i;
2762
2763         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2764                 unsigned long size_pages = 0;
2765                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2766
2767                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2768                         continue;
2769
2770                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2771                         end_pfn = max_low_pfn;
2772
2773                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2774                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2775                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2776                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2777         }
2778 }
2779
2780 /**
2781  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2782  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2783  *
2784  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2785  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2786  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2787  */
2788 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2789 {
2790         int i;
2791
2792         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2793                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2794                                 early_node_map[i].start_pfn,
2795                                 early_node_map[i].end_pfn);
2796 }
2797
2798 /**
2799  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2800  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2801  * @start_pfn: The start pfn of the node
2802  * @end_pfn: The end pfn of the node
2803  *
2804  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2805  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2806  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2807  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2808  * be used later.
2809  */
2810 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2811 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2812                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2813 {
2814         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2815                         nid, start_pfn, end_pfn);
2816
2817         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2818         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2819                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2820
2821         /* Update the boundaries */
2822         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2823                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2824         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2825                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2826 }
2827
2828 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
2829 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
2830                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2831 {
2832         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
2833                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
2834
2835         /* Return if boundary information has not been provided */
2836         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2837                 return;
2838
2839         /* Check the boundaries and update if necessary */
2840         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
2841                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
2842         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
2843                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
2844 }
2845 #else
2846 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2847                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
2848
2849 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
2850                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
2851 #endif
2852
2853
2854 /**
2855  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
2856  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
2857  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
2858  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
2859  *
2860  * It returns the start and end page frame of a node based on information
2861  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
2862  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
2863  * PFNs will be 0.
2864  */
2865 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2866                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2867 {
2868         int i;
2869         *start_pfn = -1UL;
2870         *end_pfn = 0;
2871
2872         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2873                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2874                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2875         }
2876
2877         if (*start_pfn == -1UL)
2878                 *start_pfn = 0;
2879
2880         /* Push the node boundaries out if requested */
2881         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
2882 }
2883
2884 /*
2885  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
2886  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
2887  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
2888  */
2889 void __init find_usable_zone_for_movable(void)
2890 {
2891         int zone_index;
2892         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
2893                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
2894                         continue;
2895
2896                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
2897                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
2898                         break;
2899         }
2900
2901         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
2902         movable_zone = zone_index;
2903 }
2904
2905 /*
2906  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
2907  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
2908  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
2909  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
2910  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
2911  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
2912  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
2913  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
2914  */
2915 void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
2916                                         unsigned long zone_type,
2917                                         unsigned long node_start_pfn,
2918                                         unsigned long node_end_pfn,
2919                                         unsigned long *zone_start_pfn,
2920                                         unsigned long *zone_end_pfn)
2921 {
2922         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
2923         if (zone_movable_pfn[nid]) {
2924                 /* Size ZONE_MOVABLE */
2925                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
2926                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
2927                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
2928                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
2929
2930                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
2931                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
2932                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
2933                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
2934
2935                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
2936                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
2937                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
2938         }
2939 }
2940
2941 /*
2942  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
2943  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
2944  */
2945 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2946                                         unsigned long zone_type,
2947                                         unsigned long *ignored)
2948 {
2949         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2950         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2951
2952         /* Get the start and end of the node and zone */
2953         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2954         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
2955         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
2956         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
2957                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
2958                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
2959
2960         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
2961         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
2962                 return 0;
2963
2964         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
2965         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
2966         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
2967
2968         /* Return the spanned pages */
2969         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
2970 }
2971
2972 /*
2973  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
2974  * then all holes in the requested range will be accounted for.
2975  */
2976 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
2977                                 unsigned long range_start_pfn,
2978                                 unsigned long range_end_pfn)
2979 {
2980         int i = 0;
2981         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
2982         unsigned long start_pfn;
2983
2984         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
2985         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
2986         if (i == -1)
2987                 return 0;
2988
2989         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
2990
2991         /* Account for ranges before physical memory on this node */
2992         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
2993                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
2994
2995         /* Find all holes for the zone within the node */
2996         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
2997
2998                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
2999                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3000                         break;
3001
3002                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3003                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3004                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3005
3006                 /* Update the hole size cound and move on */
3007                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3008                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3009                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3010                 }
3011                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3012         }
3013
3014         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3015         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3016                 hole_pages += range_end_pfn -
3017                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3018
3019         return hole_pages;
3020 }
3021
3022 /**
3023  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3024  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3025  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3026  *
3027  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3028  */
3029 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3030                                                         unsigned long end_pfn)
3031 {
3032         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3033 }
3034
3035 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3036 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3037                                         unsigned long zone_type,
3038                                         unsigned long *ignored)
3039 {
3040         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3041         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3042
3043         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3044         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3045                                                         node_start_pfn);
3046         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3047                                                         node_end_pfn);
3048
3049         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3050                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3051                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3052         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3053 }
3054
3055 #else
3056 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3057                                         unsigned long zone_type,
3058                                         unsigned long *zones_size)
3059 {
3060         return zones_size[zone_type];
3061 }
3062
3063 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3064                                                 unsigned long zone_type,
3065                                                 unsigned long *zholes_size)
3066 {
3067         if (!zholes_size)
3068                 return 0;
3069
3070         return zholes_size[zone_type];
3071 }
3072
3073 #endif
3074
3075 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3076                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3077 {
3078         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3079         enum zone_type i;
3080
3081         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3082                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3083                                                                 zones_size);
3084         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3085
3086         realtotalpages = totalpages;
3087         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3088                 realtotalpages -=
3089                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3090                                                                 zholes_size);
3091         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3092         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3093                                                         realtotalpages);
3094 }
3095
3096 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3097 /*
3098  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3099  * Start by making sure zonesize is a multiple of MAX_ORDER-1 by rounding up
3100  * Then figure 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per MAX_ORDER-1, finally
3101  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3102  * bytes.
3103  */
3104 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3105 {
3106         unsigned long usemapsize;
3107
3108         usemapsize = roundup(zonesize, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3109         usemapsize = usemapsize >> (MAX_ORDER-1);
3110         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3111         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3112
3113         return usemapsize / 8;
3114 }
3115
3116 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3117                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3118 {
3119         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3120         zone->pageblock_flags = NULL;
3121         if (usemapsize) {
3122                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3123                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3124         }
3125 }
3126 #else
3127 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3128                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3129 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3130
3131 /*
3132  * Set up the zone data structures:
3133  *   - mark all pages reserved
3134  *   - mark all memory queues empty
3135  *   - clear the memory bitmaps
3136  */
3137 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3138                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3139 {
3140         enum zone_type j;
3141         int nid = pgdat->node_id;
3142         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3143         int ret;
3144
3145         pgdat_resize_init(pgdat);
3146         pgdat->nr_zones = 0;
3147         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3148         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3149         
3150         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3151                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3152                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3153
3154                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3155                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3156                                                                 zholes_size);
3157
3158                 /*
3159                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3160                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3161                  * and per-cpu initialisations
3162                  */
3163                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3164                 if (realsize >= memmap_pages) {
3165                         realsize -= memmap_pages;
3166                         printk(KERN_DEBUG
3167                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3168                                 zone_names[j], memmap_pages);
3169                 } else
3170                         printk(KERN_WARNING
3171                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3172                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3173
3174                 /* Account for reserved pages */
3175                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3176                         realsize -= dma_reserve;
3177                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3178                                         zone_names[0], dma_reserve);
3179                 }
3180
3181                 if (!is_highmem_idx(j))
3182                         nr_kernel_pages += realsize;
3183                 nr_all_pages += realsize;
3184
3185                 zone->spanned_pages = size;
3186                 zone->present_pages = realsize;
3187 #ifdef CONFIG_NUMA
3188                 zone->node = nid;
3189                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3190                                                 / 100;
3191                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3192 #endif
3193                 zone->name = zone_names[j];
3194                 spin_lock_init(&zone->lock);
3195                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3196                 zone_seqlock_init(zone);
3197                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3198
3199                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3200
3201                 zone_pcp_init(zone);
3202                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
3203                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
3204                 zone->nr_scan_active = 0;
3205                 zone->nr_scan_inactive = 0;
3206                 zap_zone_vm_stats(zone);
3207                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
3208                 if (!size)
3209                         continue;
3210
3211                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3212                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3213                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3214                 BUG_ON(ret);
3215                 zone_start_pfn += size;
3216         }
3217 }
3218
3219 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3220 {
3221         /* Skip empty nodes */
3222         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3223                 return;
3224
3225 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3226         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3227         if (!pgdat->node_mem_map) {
3228                 unsigned long size, start, end;
3229                 struct page *map;
3230
3231                 /*
3232                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3233                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3234                  * for the buddy allocator to function correctly.
3235                  */
3236                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3237                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3238                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3239                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3240                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3241                 if (!map)
3242                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3243                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3244         }
3245 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3246         /*
3247          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3248          */
3249         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3250                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3251 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3252                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3253                         mem_map -= pgdat->node_start_pfn;
3254 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3255         }
3256 #endif
3257 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3258 }
3259
3260 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
3261                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
3262                 unsigned long *zholes_size)
3263 {
3264         pgdat->node_id = nid;
3265         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3266         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3267
3268         alloc_node_mem_map(pgdat);
3269
3270         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3271 }
3272
3273 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3274
3275 #if MAX_NUMNODES > 1
3276 /*
3277  * Figure out the number of possible node ids.
3278  */
3279 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3280 {
3281         unsigned int node;
3282         unsigned int highest = 0;
3283
3284         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3285                 highest = node;
3286         nr_node_ids = highest + 1;
3287 }
3288 #else
3289 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3290 {
3291 }
3292 #endif
3293
3294 /**
3295  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3296  * @nid: The node ID the range resides on
3297  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3298  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3299  *
3300  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3301  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3302  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3303  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3304  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3305  */
3306 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3307                                                 unsigned long end_pfn)
3308 {
3309         int i;
3310
3311         printk(KERN_DEBUG "Entering add_active_range(%d, %lu, %lu) "
3312                           "%d entries of %d used\n",
3313                           nid, start_pfn, end_pfn,
3314                           nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3315
3316         /* Merge with existing active regions if possible */
3317         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3318                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3319                         continue;
3320
3321                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3322                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3323                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3324                         return;
3325
3326                 /* Merge forward if suitable */
3327                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3328                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3329                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3330                         return;
3331                 }
3332
3333                 /* Merge backward if suitable */
3334                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3335                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3336                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3337                         return;
3338                 }
3339         }
3340
3341         /* Check that early_node_map is large enough */
3342         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3343                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3344                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3345                 return;
3346         }
3347
3348         early_node_map[i].nid = nid;
3349         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3350         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3351         nr_nodemap_entries = i + 1;
3352 }
3353
3354 /**
3355  * shrink_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3356  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3357  * @old_end_pfn: The old end PFN of the range
3358  * @new_end_pfn: The new PFN of the range
3359  *
3360  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3361  * The map is kept at the end physical&n