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