Be more agressive about stealing when MIGRATE_RECLAIMABLE allocations fallback
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/topology.h>
32 #include <linux/sysctl.h>
33 #include <linux/cpu.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/memory_hotplug.h>
36 #include <linux/nodemask.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/stop_machine.h>
40 #include <linux/sort.h>
41 #include <linux/pfn.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/fault-inject.h>
44
45 #include <asm/tlbflush.h>
46 #include <asm/div64.h>
47 #include "internal.h"
48
49 /*
50  * Array of node states.
51  */
52 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
53         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
54         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
55 #ifndef CONFIG_NUMA
56         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
57 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
58         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
59 #endif
60         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
61 #endif  /* NUMA */
62 };
63 EXPORT_SYMBOL(node_states);
64
65 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
66 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
67 long nr_swap_pages;
68 int percpu_pagelist_fraction;
69
70 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
71
72 /*
73  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
74  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
75  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
76  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
77  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
78  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
79  *
80  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
81  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
82  */
83 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
84 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
85          256,
86 #endif
87 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
88          256,
89 #endif
90 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
91          32,
92 #endif
93          32,
94 };
95
96 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
97
98 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
99 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
100          "DMA",
101 #endif
102 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
103          "DMA32",
104 #endif
105          "Normal",
106 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
107          "HighMem",
108 #endif
109          "Movable",
110 };
111
112 int min_free_kbytes = 1024;
113
114 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
115 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
116 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
117
118 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
119   /*
120    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maxmimum number of distinct
121    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
122    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
123    * so the number of times add_active_range() can be called is
124    * related to the number of nodes and the number of holes
125    */
126   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
127     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
128     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
129   #else
130     #if MAX_NUMNODES >= 32
131       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
132       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
133     #else
134       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
135       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
136     #endif
137   #endif
138
139   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
140   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
141   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
142   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
143 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
144   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
145   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
146 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
147   unsigned long __initdata required_kernelcore;
148   unsigned long __initdata required_movablecore;
149   unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
150
151   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
152   int movable_zone;
153   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
154 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
155
156 #if MAX_NUMNODES > 1
157 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
158 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
159 #endif
160
161 #ifdef CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY
162 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
163
164 static inline int get_pageblock_migratetype(struct page *page)
165 {
166         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
167                 return MIGRATE_UNMOVABLE;
168
169         return get_pageblock_flags_group(page, PB_migrate, PB_migrate_end);
170 }
171
172 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
173 {
174         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
175                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
176 }
177
178 static inline int allocflags_to_migratetype(gfp_t gfp_flags, int order)
179 {
180         WARN_ON((gfp_flags & GFP_MOVABLE_MASK) == GFP_MOVABLE_MASK);
181
182         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
183                 return MIGRATE_UNMOVABLE;
184
185         /* Cluster high-order atomic allocations together */
186         if (unlikely(order > 0) &&
187                         (!(gfp_flags & __GFP_WAIT) || in_interrupt()))
188                 return MIGRATE_HIGHATOMIC;
189
190         /* Cluster based on mobility */
191         return (((gfp_flags & __GFP_MOVABLE) != 0) << 1) |
192                 ((gfp_flags & __GFP_RECLAIMABLE) != 0);
193 }
194
195 #else
196 static inline int get_pageblock_migratetype(struct page *page)
197 {
198         return MIGRATE_UNMOVABLE;
199 }
200
201 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
202 {
203 }
204
205 static inline int allocflags_to_migratetype(gfp_t gfp_flags, int order)
206 {
207         return MIGRATE_UNMOVABLE;
208 }
209 #endif /* CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY */
210
211 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
212 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
213 {
214         int ret = 0;
215         unsigned seq;
216         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
217
218         do {
219                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
220                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
221                         ret = 1;
222                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
223                         ret = 1;
224         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
225
226         return ret;
227 }
228
229 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
230 {
231         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
232                 return 0;
233         if (zone != page_zone(page))
234                 return 0;
235
236         return 1;
237 }
238 /*
239  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
240  */
241 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
242 {
243         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
244                 return 1;
245         if (!page_is_consistent(zone, page))
246                 return 1;
247
248         return 0;
249 }
250 #else
251 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
252 {
253         return 0;
254 }
255 #endif
256
257 static void bad_page(struct page *page)
258 {
259         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
260                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
261                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
262                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
263                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
264                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
265                 page_mapcount(page), page_count(page));
266         dump_stack();
267         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
268                         1 << PG_private |
269                         1 << PG_locked  |
270                         1 << PG_active  |
271                         1 << PG_dirty   |
272                         1 << PG_reclaim |
273                         1 << PG_slab    |
274                         1 << PG_swapcache |
275                         1 << PG_writeback |
276                         1 << PG_buddy );
277         set_page_count(page, 0);
278         reset_page_mapcount(page);
279         page->mapping = NULL;
280         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
281 }
282
283 /*
284  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
285  *
286  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
287  *
288  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
289  *
290  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
291  * the head page (even the head page has this).
292  *
293  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
294  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
295  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
296  */
297
298 static void free_compound_page(struct page *page)
299 {
300         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
301 }
302
303 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
304 {
305         int i;
306         int nr_pages = 1 << order;
307
308         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
309         set_compound_order(page, order);
310         __SetPageHead(page);
311         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
312                 struct page *p = page + i;
313
314                 __SetPageTail(p);
315                 p->first_page = page;
316         }
317 }
318
319 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
320 {
321         int i;
322         int nr_pages = 1 << order;
323
324         if (unlikely(compound_order(page) != order))
325                 bad_page(page);
326
327         if (unlikely(!PageHead(page)))
328                         bad_page(page);
329         __ClearPageHead(page);
330         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
331                 struct page *p = page + i;
332
333                 if (unlikely(!PageTail(p) |
334                                 (p->first_page != page)))
335                         bad_page(page);
336                 __ClearPageTail(p);
337         }
338 }
339
340 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
341 {
342         int i;
343
344         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
345         /*
346          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
347          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
348          */
349         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
350         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
351                 clear_highpage(page + i);
352 }
353
354 /*
355  * function for dealing with page's order in buddy system.
356  * zone->lock is already acquired when we use these.
357  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
358  */
359 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
360 {
361         return page_private(page);
362 }
363
364 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
365 {
366         set_page_private(page, order);
367         __SetPageBuddy(page);
368 }
369
370 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
371 {
372         __ClearPageBuddy(page);
373         set_page_private(page, 0);
374 }
375
376 /*
377  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
378  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
379  *
380  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
381  * the following equation:
382  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
383  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
384  * 1 buddy is #10:
385  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
386  *
387  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
388  * satisfies the following equation:
389  *     P = B & ~(1 << O)
390  *
391  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
392  */
393 static inline struct page *
394 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
395 {
396         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
397
398         return page + (buddy_idx - page_idx);
399 }
400
401 static inline unsigned long
402 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
403 {
404         return (page_idx & ~(1 << order));
405 }
406
407 /*
408  * This function checks whether a page is free && is the buddy
409  * we can do coalesce a page and its buddy if
410  * (a) the buddy is not in a hole &&
411  * (b) the buddy is in the buddy system &&
412  * (c) a page and its buddy have the same order &&
413  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
414  *
415  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
416  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
417  *
418  * For recording page's order, we use page_private(page).
419  */
420 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
421                                                                 int order)
422 {
423         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
424                 return 0;
425
426         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
427                 return 0;
428
429         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
430                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
431                 return 1;
432         }
433         return 0;
434 }
435
436 /*
437  * Freeing function for a buddy system allocator.
438  *
439  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
440  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
441  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
442  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
443  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
444  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
445  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
446  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
447  * parts of the VM system.
448  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
449  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
450  * order is recorded in page_private(page) field.
451  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
452  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
453  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
454  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
455  * triggers coalescing into a block of larger size.            
456  *
457  * -- wli
458  */
459
460 static inline void __free_one_page(struct page *page,
461                 struct zone *zone, unsigned int order)
462 {
463         unsigned long page_idx;
464         int order_size = 1 << order;
465         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
466
467         if (unlikely(PageCompound(page)))
468                 destroy_compound_page(page, order);
469
470         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
471
472         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
473         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
474
475         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
476         while (order < MAX_ORDER-1) {
477                 unsigned long combined_idx;
478                 struct page *buddy;
479
480                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
481                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
482                         break;          /* Move the buddy up one level. */
483
484                 list_del(&buddy->lru);
485                 zone->free_area[order].nr_free--;
486                 rmv_page_order(buddy);
487                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
488                 page = page + (combined_idx - page_idx);
489                 page_idx = combined_idx;
490                 order++;
491         }
492         set_page_order(page, order);
493         list_add(&page->lru,
494                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
495         zone->free_area[order].nr_free++;
496 }
497
498 static inline int free_pages_check(struct page *page)
499 {
500         if (unlikely(page_mapcount(page) |
501                 (page->mapping != NULL)  |
502                 (page_count(page) != 0)  |
503                 (page->flags & (
504                         1 << PG_lru     |
505                         1 << PG_private |
506                         1 << PG_locked  |
507                         1 << PG_active  |
508                         1 << PG_slab    |
509                         1 << PG_swapcache |
510                         1 << PG_writeback |
511                         1 << PG_reserved |
512                         1 << PG_buddy ))))
513                 bad_page(page);
514         if (PageDirty(page))
515                 __ClearPageDirty(page);
516         /*
517          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
518          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
519          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
520          */
521         return PageReserved(page);
522 }
523
524 /*
525  * Frees a list of pages. 
526  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
527  * count is the number of pages to free.
528  *
529  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
530  * see if this freeing clears that state.
531  *
532  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
533  * pinned" detection logic.
534  */
535 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
536                                         struct list_head *list, int order)
537 {
538         spin_lock(&zone->lock);
539         zone->all_unreclaimable = 0;
540         zone->pages_scanned = 0;
541         while (count--) {
542                 struct page *page;
543
544                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
545                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
546                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
547                 list_del(&page->lru);
548                 __free_one_page(page, zone, order);
549         }
550         spin_unlock(&zone->lock);
551 }
552
553 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
554 {
555         spin_lock(&zone->lock);
556         zone->all_unreclaimable = 0;
557         zone->pages_scanned = 0;
558         __free_one_page(page, zone, order);
559         spin_unlock(&zone->lock);
560 }
561
562 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
563 {
564         unsigned long flags;
565         int i;
566         int reserved = 0;
567
568         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
569                 reserved += free_pages_check(page + i);
570         if (reserved)
571                 return;
572
573         if (!PageHighMem(page))
574                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
575         arch_free_page(page, order);
576         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
577
578         local_irq_save(flags);
579         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
580         free_one_page(page_zone(page), page, order);
581         local_irq_restore(flags);
582 }
583
584 /*
585  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
586  */
587 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
588 {
589         if (order == 0) {
590                 __ClearPageReserved(page);
591                 set_page_count(page, 0);
592                 set_page_refcounted(page);
593                 __free_page(page);
594         } else {
595                 int loop;
596
597                 prefetchw(page);
598                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
599                         struct page *p = &page[loop];
600
601                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
602                                 prefetchw(p + 1);
603                         __ClearPageReserved(p);
604                         set_page_count(p, 0);
605                 }
606
607                 set_page_refcounted(page);
608                 __free_pages(page, order);
609         }
610 }
611
612
613 /*
614  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
615  * Please do not alter this order without good reasons and regression
616  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
617  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
618  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
619  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
620  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
621  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
622  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
623  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
624  *
625  * -- wli
626  */
627 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
628         int low, int high, struct free_area *area,
629         int migratetype)
630 {
631         unsigned long size = 1 << high;
632
633         while (high > low) {
634                 area--;
635                 high--;
636                 size >>= 1;
637                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
638                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
639                 area->nr_free++;
640                 set_page_order(&page[size], high);
641         }
642 }
643
644 /*
645  * This page is about to be returned from the page allocator
646  */
647 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
648 {
649         if (unlikely(page_mapcount(page) |
650                 (page->mapping != NULL)  |
651                 (page_count(page) != 0)  |
652                 (page->flags & (
653                         1 << PG_lru     |
654                         1 << PG_private |
655                         1 << PG_locked  |
656                         1 << PG_active  |
657                         1 << PG_dirty   |
658                         1 << PG_slab    |
659                         1 << PG_swapcache |
660                         1 << PG_writeback |
661                         1 << PG_reserved |
662                         1 << PG_buddy ))))
663                 bad_page(page);
664
665         /*
666          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
667          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
668          */
669         if (PageReserved(page))
670                 return 1;
671
672         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_readahead |
673                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
674                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
675         set_page_private(page, 0);
676         set_page_refcounted(page);
677
678         arch_alloc_page(page, order);
679         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
680
681         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
682                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
683
684         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
685                 prep_compound_page(page, order);
686
687         return 0;
688 }
689
690 #ifdef CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY
691 /*
692  * This array describes the order lists are fallen back to when
693  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
694  */
695 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
696         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,  MIGRATE_HIGHATOMIC },
697         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,  MIGRATE_HIGHATOMIC },
698         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE,MIGRATE_HIGHATOMIC },
699         [MIGRATE_HIGHATOMIC]  = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE,MIGRATE_MOVABLE},
700 };
701
702 /*
703  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
704  * Note that start_page and end_pages are not aligned in a MAX_ORDER_NR_PAGES
705  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
706  */
707 int move_freepages(struct zone *zone,
708                         struct page *start_page, struct page *end_page,
709                         int migratetype)
710 {
711         struct page *page;
712         unsigned long order;
713         int blocks_moved = 0;
714
715 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
716         /*
717          * page_zone is not safe to call in this context when
718          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
719          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
720          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
721          * CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY
722          */
723         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
724 #endif
725
726         for (page = start_page; page <= end_page;) {
727                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
728                         page++;
729                         continue;
730                 }
731
732                 if (!PageBuddy(page)) {
733                         page++;
734                         continue;
735                 }
736
737                 order = page_order(page);
738                 list_del(&page->lru);
739                 list_add(&page->lru,
740                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
741                 page += 1 << order;
742                 blocks_moved++;
743         }
744
745         return blocks_moved;
746 }
747
748 int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page, int migratetype)
749 {
750         unsigned long start_pfn, end_pfn;
751         struct page *start_page, *end_page;
752
753         start_pfn = page_to_pfn(page);
754         start_pfn = start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES-1);
755         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
756         end_page = start_page + MAX_ORDER_NR_PAGES - 1;
757         end_pfn = start_pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES - 1;
758
759         /* Do not cross zone boundaries */
760         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
761                 start_page = page;
762         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
763                 return 0;
764
765         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
766 }
767
768 /* Return the page with the lowest PFN in the list */
769 static struct page *min_page(struct list_head *list)
770 {
771         unsigned long min_pfn = -1UL;
772         struct page *min_page = NULL, *page;;
773
774         list_for_each_entry(page, list, lru) {
775                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
776                 if (pfn < min_pfn) {
777                         min_pfn = pfn;
778                         min_page = page;
779                 }
780         }
781
782         return min_page;
783 }
784
785 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
786 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
787                                                 int start_migratetype)
788 {
789         struct free_area * area;
790         int current_order;
791         struct page *page;
792         int migratetype, i;
793         int nonatomic_fallback_atomic = 0;
794
795 retry:
796         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
797         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
798                                                 --current_order) {
799                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
800                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
801
802                         /*
803                          * Make it hard to fallback to blocks used for
804                          * high-order atomic allocations
805                          */
806                         if (migratetype == MIGRATE_HIGHATOMIC &&
807                                 start_migratetype != MIGRATE_UNMOVABLE &&
808                                 !nonatomic_fallback_atomic)
809                                 continue;
810
811                         area = &(zone->free_area[current_order]);
812                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
813                                 continue;
814
815                         /* Bias kernel allocations towards low pfns */
816                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
817                                         struct page, lru);
818                         if (unlikely(start_migratetype != MIGRATE_MOVABLE))
819                                 page = min_page(&area->free_list[migratetype]);
820                         area->nr_free--;
821
822                         /*
823                          * If breaking a large block of pages, move all free
824                          * pages to the preferred allocation list. If falling
825                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
826                          * agressive about taking ownership of free pages
827                          */
828                         if (unlikely(current_order >= MAX_ORDER / 2) ||
829                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
830                                 unsigned long pages;
831                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
832                                                                 start_migratetype);
833
834                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
835                                 if ((pages << current_order) >= (1 << (MAX_ORDER-2)) &&
836                                                 migratetype != MIGRATE_HIGHATOMIC)
837                                         set_pageblock_migratetype(page,
838                                                                 start_migratetype);
839
840                                 migratetype = start_migratetype;
841                         }
842
843                         /* Remove the page from the freelists */
844                         list_del(&page->lru);
845                         rmv_page_order(page);
846                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
847                                                         -(1UL << order));
848
849                         if (current_order == MAX_ORDER - 1)
850                                 set_pageblock_migratetype(page,
851                                                         start_migratetype);
852
853                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
854                         return page;
855                 }
856         }
857
858         /* Allow fallback to high-order atomic blocks if memory is that low */
859         if (!nonatomic_fallback_atomic) {
860                 nonatomic_fallback_atomic = 1;
861                 goto retry;
862         }
863
864         return NULL;
865 }
866 #else
867 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
868                                                 int start_migratetype)
869 {
870         return NULL;
871 }
872 #endif /* CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY */
873
874 /* 
875  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
876  * Call me with the zone->lock already held.
877  */
878 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
879                                                 int migratetype)
880 {
881         struct free_area * area;
882         unsigned int current_order;
883         struct page *page;
884
885         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
886         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
887                 area = &(zone->free_area[current_order]);
888                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
889                         continue;
890
891                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
892                                                         struct page, lru);
893                 list_del(&page->lru);
894                 rmv_page_order(page);
895                 area->nr_free--;
896                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
897                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
898                 goto got_page;
899         }
900
901         page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
902
903 got_page:
904
905         return page;
906 }
907
908 /* 
909  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
910  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
911  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
912  */
913 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
914                         unsigned long count, struct list_head *list,
915                         int migratetype)
916 {
917         int i;
918         
919         spin_lock(&zone->lock);
920         for (i = 0; i < count; ++i) {
921                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
922                 if (unlikely(page == NULL))
923                         break;
924                 list_add(&page->lru, list);
925                 set_page_private(page, migratetype);
926         }
927         spin_unlock(&zone->lock);
928         return i;
929 }
930
931 #ifdef CONFIG_NUMA
932 /*
933  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
934  * currently executing processor on remote nodes after they have
935  * expired.
936  *
937  * Note that this function must be called with the thread pinned to
938  * a single processor.
939  */
940 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
941 {
942         unsigned long flags;
943         int to_drain;
944
945         local_irq_save(flags);
946         if (pcp->count >= pcp->batch)
947                 to_drain = pcp->batch;
948         else
949                 to_drain = pcp->count;
950         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
951         pcp->count -= to_drain;
952         local_irq_restore(flags);
953 }
954 #endif
955
956 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
957 {
958         unsigned long flags;
959         struct zone *zone;
960         int i;
961
962         for_each_zone(zone) {
963                 struct per_cpu_pageset *pset;
964
965                 if (!populated_zone(zone))
966                         continue;
967
968                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
969                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
970                         struct per_cpu_pages *pcp;
971
972                         pcp = &pset->pcp[i];
973                         local_irq_save(flags);
974                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
975                         pcp->count = 0;
976                         local_irq_restore(flags);
977                 }
978         }
979 }
980
981 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
982
983 void mark_free_pages(struct zone *zone)
984 {
985         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
986         unsigned long flags;
987         int order, t;
988         struct list_head *curr;
989
990         if (!zone->spanned_pages)
991                 return;
992
993         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
994
995         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
996         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
997                 if (pfn_valid(pfn)) {
998                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
999
1000                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1001                                 swsusp_unset_page_free(page);
1002                 }
1003
1004         for_each_migratetype_order(order, t) {
1005                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1006                         unsigned long i;
1007
1008                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1009                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1010                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1011                 }
1012         }
1013         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1014 }
1015 #endif /* CONFIG_PM */
1016
1017 #if defined(CONFIG_HIBERNATION) || defined(CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY)
1018 /*
1019  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1020  */
1021 void drain_local_pages(void)
1022 {
1023         unsigned long flags;
1024
1025         local_irq_save(flags);  
1026         __drain_pages(smp_processor_id());
1027         local_irq_restore(flags);       
1028 }
1029
1030 void smp_drain_local_pages(void *arg)
1031 {
1032         drain_local_pages();
1033 }
1034
1035 /*
1036  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
1037  */
1038 void drain_all_local_pages(void)
1039 {
1040         unsigned long flags;
1041
1042         local_irq_save(flags);
1043         __drain_pages(smp_processor_id());
1044         local_irq_restore(flags);
1045
1046         smp_call_function(smp_drain_local_pages, NULL, 0, 1);
1047 }
1048 #else
1049 void drain_all_local_pages(void) {}
1050 #endif /* CONFIG_HIBERNATION || CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY */
1051
1052 /*
1053  * Free a 0-order page
1054  */
1055 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1056 {
1057         struct zone *zone = page_zone(page);
1058         struct per_cpu_pages *pcp;
1059         unsigned long flags;
1060
1061         if (PageAnon(page))
1062                 page->mapping = NULL;
1063         if (free_pages_check(page))
1064                 return;
1065
1066         if (!PageHighMem(page))
1067                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1068         arch_free_page(page, 0);
1069         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1070
1071         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
1072         local_irq_save(flags);
1073         __count_vm_event(PGFREE);
1074         list_add(&page->lru, &pcp->list);
1075         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1076         pcp->count++;
1077         if (pcp->count >= pcp->high) {
1078                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1079                 pcp->count -= pcp->batch;
1080         }
1081         local_irq_restore(flags);
1082         put_cpu();
1083 }
1084
1085 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
1086 {
1087         free_hot_cold_page(page, 0);
1088 }
1089         
1090 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
1091 {
1092         free_hot_cold_page(page, 1);
1093 }
1094
1095 /*
1096  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1097  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1098  * Each sub-page must be freed individually.
1099  *
1100  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1101  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1102  */
1103 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1104 {
1105         int i;
1106
1107         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1108         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1109         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1110                 set_page_refcounted(page + i);
1111 }
1112
1113 /*
1114  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1115  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1116  * or two.
1117  */
1118 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
1119                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1120 {
1121         unsigned long flags;
1122         struct page *page;
1123         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1124         int cpu;
1125         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags, order);
1126
1127 again:
1128         cpu  = get_cpu();
1129         if (likely(order == 0)) {
1130                 struct per_cpu_pages *pcp;
1131
1132                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
1133                 local_irq_save(flags);
1134                 if (!pcp->count) {
1135                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1136                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1137                         if (unlikely(!pcp->count))
1138                                 goto failed;
1139                 }
1140
1141 #ifdef CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY
1142                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1143                 list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1144                         if (page_private(page) == migratetype)
1145                                 break;
1146
1147                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1148                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1149                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1150                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1151                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1152                 }
1153 #else
1154                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1155 #endif /* CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY */
1156
1157                 list_del(&page->lru);
1158                 pcp->count--;
1159         } else {
1160                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1161                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1162                 spin_unlock(&zone->lock);
1163                 if (!page)
1164                         goto failed;
1165         }
1166
1167         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1168         zone_statistics(zonelist, zone);
1169         local_irq_restore(flags);
1170         put_cpu();
1171
1172         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1173         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1174                 goto again;
1175         return page;
1176
1177 failed:
1178         local_irq_restore(flags);
1179         put_cpu();
1180         return NULL;
1181 }
1182
1183 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1184 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1185 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1186 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1187 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1188 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1189 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1190
1191 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1192
1193 static struct fail_page_alloc_attr {
1194         struct fault_attr attr;
1195
1196         u32 ignore_gfp_highmem;
1197         u32 ignore_gfp_wait;
1198         u32 min_order;
1199
1200 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1201
1202         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1203         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1204         struct dentry *min_order_file;
1205
1206 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1207
1208 } fail_page_alloc = {
1209         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1210         .ignore_gfp_wait = 1,
1211         .ignore_gfp_highmem = 1,
1212         .min_order = 1,
1213 };
1214
1215 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1216 {
1217         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1218 }
1219 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1220
1221 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1222 {
1223         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1224                 return 0;
1225         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1226                 return 0;
1227         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1228                 return 0;
1229         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1230                 return 0;
1231
1232         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1233 }
1234
1235 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1236
1237 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1238 {
1239         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1240         struct dentry *dir;
1241         int err;
1242
1243         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1244                                        "fail_page_alloc");
1245         if (err)
1246                 return err;
1247         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1248
1249         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1250                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1251                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1252
1253         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1254                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1255                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1256         fail_page_alloc.min_order_file =
1257                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1258                                    &fail_page_alloc.min_order);
1259
1260         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1261             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1262             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1263                 err = -ENOMEM;
1264                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1265                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1266                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1267                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1268         }
1269
1270         return err;
1271 }
1272
1273 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1274
1275 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1276
1277 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1278
1279 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1280 {
1281         return 0;
1282 }
1283
1284 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1285
1286 /*
1287  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1288  * of the allocation.
1289  */
1290 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1291                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1292 {
1293         /* free_pages my go negative - that's OK */
1294         long min = mark;
1295         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1296         int o;
1297
1298         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1299                 min -= min / 2;
1300         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1301                 min -= min / 4;
1302
1303         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1304                 return 0;
1305         for (o = 0; o < order; o++) {
1306                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1307                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1308
1309                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1310                 min >>= 1;
1311
1312                 if (free_pages <= min)
1313                         return 0;
1314         }
1315         return 1;
1316 }
1317
1318 #ifdef CONFIG_NUMA
1319 /*
1320  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1321  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1322  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1323  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1324  * that have to skip over alot of full or unallowed zones.
1325  *
1326  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1327  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1328  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1329  *
1330  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1331  * nothing and returns NULL.
1332  *
1333  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1334  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1335  *
1336  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1337  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1338  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1339  * quickly as we can.
1340  */
1341 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1342 {
1343         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1344         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1345
1346         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1347         if (!zlc)
1348                 return NULL;
1349
1350         if (jiffies - zlc->last_full_zap > 1 * HZ) {
1351                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1352                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1353         }
1354
1355         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1356                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1357                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1358         return allowednodes;
1359 }
1360
1361 /*
1362  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1363  * if it is worth looking at further for free memory:
1364  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1365  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1366  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1367  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1368  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1369  * else return false (zero) if it is not.
1370  *
1371  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1372  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1373  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1374  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1375  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1376  * into the second scan of the zonelist.
1377  *
1378  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1379  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1380  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1381  * unturned looking for a free page.
1382  */
1383 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1384                                                 nodemask_t *allowednodes)
1385 {
1386         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1387         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1388         int n;                          /* node that zone *z is on */
1389
1390         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1391         if (!zlc)
1392                 return 1;
1393
1394         i = z - zonelist->zones;
1395         n = zlc->z_to_n[i];
1396
1397         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1398         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1399 }
1400
1401 /*
1402  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1403  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1404  * from that zone don't waste time re-examining it.
1405  */
1406 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1407 {
1408         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1409         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1410
1411         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1412         if (!zlc)
1413                 return;
1414
1415         i = z - zonelist->zones;
1416
1417         set_bit(i, zlc->fullzones);
1418 }
1419
1420 #else   /* CONFIG_NUMA */
1421
1422 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1423 {
1424         return NULL;
1425 }
1426
1427 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1428                                 nodemask_t *allowednodes)
1429 {
1430         return 1;
1431 }
1432
1433 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1434 {
1435 }
1436 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1437
1438 /*
1439  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1440  * a page.
1441  */
1442 static struct page *
1443 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1444                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1445 {
1446         struct zone **z;
1447         struct page *page = NULL;
1448         int classzone_idx = zone_idx(zonelist->zones[0]);
1449         struct zone *zone;
1450         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1451         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1452         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1453         enum zone_type highest_zoneidx = -1; /* Gets set for policy zonelists */
1454
1455 zonelist_scan:
1456         /*
1457          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1458          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1459          */
1460         z = zonelist->zones;
1461
1462         do {
1463                 /*
1464                  * In NUMA, this could be a policy zonelist which contains
1465                  * zones that may not be allowed by the current gfp_mask.
1466                  * Check the zone is allowed by the current flags
1467                  */
1468                 if (unlikely(alloc_should_filter_zonelist(zonelist))) {
1469                         if (highest_zoneidx == -1)
1470                                 highest_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1471                         if (zone_idx(*z) > highest_zoneidx)
1472                                 continue;
1473                 }
1474
1475                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1476                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1477                                 continue;
1478                 zone = *z;
1479                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1480                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1481                                 goto try_next_zone;
1482
1483                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1484                         unsigned long mark;
1485                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1486                                 mark = zone->pages_min;
1487                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1488                                 mark = zone->pages_low;
1489                         else
1490                                 mark = zone->pages_high;
1491                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1492                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1493                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1494                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1495                                         goto this_zone_full;
1496                         }
1497                 }
1498
1499                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
1500                 if (page)
1501                         break;
1502 this_zone_full:
1503                 if (NUMA_BUILD)
1504                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1505 try_next_zone:
1506                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1507                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1508                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1509                         zlc_active = 1;
1510                         did_zlc_setup = 1;
1511                 }
1512         } while (*(++z) != NULL);
1513
1514         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1515                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1516                 zlc_active = 0;
1517                 goto zonelist_scan;
1518         }
1519         return page;
1520 }
1521
1522 /*
1523  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1524  */
1525 struct page * fastcall
1526 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1527                 struct zonelist *zonelist)
1528 {
1529         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1530         struct zone **z;
1531         struct page *page;
1532         struct reclaim_state reclaim_state;
1533         struct task_struct *p = current;
1534         int do_retry;
1535         int alloc_flags;
1536         int did_some_progress;
1537
1538         might_sleep_if(wait);
1539
1540         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1541                 return NULL;
1542
1543 restart:
1544         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1545
1546         if (unlikely(*z == NULL)) {
1547                 /*
1548                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1549                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1550                  */
1551                 return NULL;
1552         }
1553
1554         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1555                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1556         if (page)
1557                 goto got_pg;
1558
1559         /*
1560          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1561          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1562          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1563          * using a larger set of nodes after it has established that the
1564          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1565          * over allocated.
1566          */
1567         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1568                 goto nopage;
1569
1570         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1571                 wakeup_kswapd(*z, order);
1572
1573         /*
1574          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1575          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1576          * to how we want to proceed.
1577          *
1578          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1579          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1580          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1581          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1582          */
1583         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1584         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1585                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1586         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1587                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1588         if (wait)
1589                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1590
1591         /*
1592          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1593          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1594          *
1595          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1596          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1597          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1598          */
1599         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1600         if (page)
1601                 goto got_pg;
1602
1603         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1604
1605 rebalance:
1606         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1607                         && !in_interrupt()) {
1608                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1609 nofail_alloc:
1610                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1611                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1612                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1613                         if (page)
1614                                 goto got_pg;
1615                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1616                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1617                                 goto nofail_alloc;
1618                         }
1619                 }
1620                 goto nopage;
1621         }
1622
1623         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1624         if (!wait)
1625                 goto nopage;
1626
1627         cond_resched();
1628
1629         /* We now go into synchronous reclaim */
1630         cpuset_memory_pressure_bump();
1631         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1632         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1633         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1634
1635         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, order, gfp_mask);
1636
1637         p->reclaim_state = NULL;
1638         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1639
1640         cond_resched();
1641
1642         if (order != 0)
1643                 drain_all_local_pages();
1644
1645         if (likely(did_some_progress)) {
1646                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1647                                                 zonelist, alloc_flags);
1648                 if (page)
1649                         goto got_pg;
1650         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1651                 /*
1652                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1653                  * very high watermark here, this is only to catch
1654                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1655                  * under heavy pressure.
1656                  */
1657                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1658                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1659                 if (page)
1660                         goto got_pg;
1661
1662                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1663                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1664                         goto nopage;
1665
1666                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1667                 goto restart;
1668         }
1669
1670         /*
1671          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1672          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1673          *
1674          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1675          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1676          */
1677         do_retry = 0;
1678         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1679                 if ((order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) ||
1680                                                 (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1681                         do_retry = 1;
1682                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1683                         do_retry = 1;
1684         }
1685         if (do_retry) {
1686                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1687                 goto rebalance;
1688         }
1689
1690 nopage:
1691         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1692                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1693                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1694                         p->comm, order, gfp_mask);
1695                 dump_stack();
1696                 show_mem();
1697         }
1698 got_pg:
1699         return page;
1700 }
1701
1702 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1703
1704 /*
1705  * Common helper functions.
1706  */
1707 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1708 {
1709         struct page * page;
1710         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1711         if (!page)
1712                 return 0;
1713         return (unsigned long) page_address(page);
1714 }
1715
1716 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1717
1718 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1719 {
1720         struct page * page;
1721
1722         /*
1723          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1724          * a highmem page
1725          */
1726         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1727
1728         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1729         if (page)
1730                 return (unsigned long) page_address(page);
1731         return 0;
1732 }
1733
1734 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1735
1736 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1737 {
1738         int i = pagevec_count(pvec);
1739
1740         while (--i >= 0)
1741                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1742 }
1743
1744 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1745 {
1746         if (put_page_testzero(page)) {
1747                 if (order == 0)
1748                         free_hot_page(page);
1749                 else
1750                         __free_pages_ok(page, order);
1751         }
1752 }
1753
1754 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1755
1756 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1757 {
1758         if (addr != 0) {
1759                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1760                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1761         }
1762 }
1763
1764 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1765
1766 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1767 {
1768         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1769         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1770         unsigned int sum = 0;
1771
1772         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1773         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1774         struct zone *zone;
1775
1776         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1777                 unsigned long size = zone->present_pages;
1778                 unsigned long high = zone->pages_high;
1779                 if (size > high)
1780                         sum += size - high;
1781         }
1782
1783         return sum;
1784 }
1785
1786 /*
1787  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1788  */
1789 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1790 {
1791         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1792 }
1793 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1794
1795 /*
1796  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1797  */
1798 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1799 {
1800         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1801 }
1802
1803 static inline void show_node(struct zone *zone)
1804 {
1805         if (NUMA_BUILD)
1806                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1807 }
1808
1809 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1810 {
1811         val->totalram = totalram_pages;
1812         val->sharedram = 0;
1813         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1814         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1815         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1816         val->freehigh = nr_free_highpages();
1817         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1818 }
1819
1820 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1821
1822 #ifdef CONFIG_NUMA
1823 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1824 {
1825         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1826
1827         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1828         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1829 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1830         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1831         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1832                         NR_FREE_PAGES);
1833 #else
1834         val->totalhigh = 0;
1835         val->freehigh = 0;
1836 #endif
1837         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1838 }
1839 #endif
1840
1841 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1842
1843 /*
1844  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1845  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1846  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1847  */
1848 void show_free_areas(void)
1849 {
1850         int cpu;
1851         struct zone *zone;
1852
1853         for_each_zone(zone) {
1854                 if (!populated_zone(zone))
1855                         continue;
1856
1857                 show_node(zone);
1858                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1859
1860                 for_each_online_cpu(cpu) {
1861                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1862
1863                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1864
1865                         printk("CPU %4d: Hot: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d   "
1866                                "Cold: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1867                                cpu, pageset->pcp[0].high,
1868                                pageset->pcp[0].batch, pageset->pcp[0].count,
1869                                pageset->pcp[1].high, pageset->pcp[1].batch,
1870                                pageset->pcp[1].count);
1871                 }
1872         }
1873
1874         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1875                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1876                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1877                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1878                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1879                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1880                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1881                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1882                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1883                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1884                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1885                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1886                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1887
1888         for_each_zone(zone) {
1889                 int i;
1890
1891                 if (!populated_zone(zone))
1892                         continue;
1893
1894                 show_node(zone);
1895                 printk("%s"
1896                         " free:%lukB"
1897                         " min:%lukB"
1898                         " low:%lukB"
1899                         " high:%lukB"
1900                         " active:%lukB"
1901                         " inactive:%lukB"
1902                         " present:%lukB"
1903                         " pages_scanned:%lu"
1904                         " all_unreclaimable? %s"
1905                         "\n",
1906                         zone->name,
1907                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1908                         K(zone->pages_min),
1909                         K(zone->pages_low),
1910                         K(zone->pages_high),
1911                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1912                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1913                         K(zone->present_pages),
1914                         zone->pages_scanned,
1915                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1916                         );
1917                 printk("lowmem_reserve[]:");
1918                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1919                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1920                 printk("\n");
1921         }
1922
1923         for_each_zone(zone) {
1924                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1925
1926                 if (!populated_zone(zone))
1927                         continue;
1928
1929                 show_node(zone);
1930                 printk("%s: ", zone->name);
1931
1932                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1933                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1934                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1935                         total += nr[order] << order;
1936                 }
1937                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1938                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1939                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1940                 printk("= %lukB\n", K(total));
1941         }
1942
1943         show_swap_cache_info();
1944 }
1945
1946 /*
1947  * Builds allocation fallback zone lists.
1948  *
1949  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1950  */
1951 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1952                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1953 {
1954         struct zone *zone;
1955
1956         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1957         zone_type++;
1958
1959         do {
1960                 zone_type--;
1961                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1962                 if (populated_zone(zone)) {
1963                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1964                         check_highest_zone(zone_type);
1965                 }
1966
1967         } while (zone_type);
1968         return nr_zones;
1969 }
1970
1971
1972 /*
1973  *  zonelist_order:
1974  *  0 = automatic detection of better ordering.
1975  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1976  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1977  *
1978  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1979  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1980  */
1981 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
1982 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
1983 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
1984
1985 /* zonelist order in the kernel.
1986  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
1987  */
1988 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1989 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
1990
1991
1992 #ifdef CONFIG_NUMA
1993 /* The value user specified ....changed by config */
1994 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1995 /* string for sysctl */
1996 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
1997 char numa_zonelist_order[16] = "default";
1998
1999 /*
2000  * interface for configure zonelist ordering.
2001  * command line option "numa_zonelist_order"
2002  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2003  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2004  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2005  */
2006
2007 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2008 {
2009         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2010                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2011         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2012                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2013         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2014                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2015         } else {
2016                 printk(KERN_WARNING
2017                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2018                         "%s\n", s);
2019                 return -EINVAL;
2020         }
2021         return 0;
2022 }
2023
2024 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2025 {
2026         if (s)
2027                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2028         return 0;
2029 }
2030 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2031
2032 /*
2033  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2034  */
2035 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2036                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2037                 loff_t *ppos)
2038 {
2039         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2040         int ret;
2041
2042         if (write)
2043                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2044                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2045         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2046         if (ret)
2047                 return ret;
2048         if (write) {
2049                 int oldval = user_zonelist_order;
2050                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2051                         /*
2052                          * bogus value.  restore saved string
2053                          */
2054                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2055                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2056                         user_zonelist_order = oldval;
2057                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2058                         build_all_zonelists();
2059         }
2060         return 0;
2061 }
2062
2063
2064 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2065 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2066
2067 /**
2068  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2069  * @node: node whose fallback list we're appending
2070  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2071  *
2072  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2073  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2074  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2075  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2076  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2077  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2078  * on them otherwise.
2079  * It returns -1 if no node is found.
2080  */
2081 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2082 {
2083         int n, val;
2084         int min_val = INT_MAX;
2085         int best_node = -1;
2086
2087         /* Use the local node if we haven't already */
2088         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2089                 node_set(node, *used_node_mask);
2090                 return node;
2091         }
2092
2093         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2094                 cpumask_t tmp;
2095
2096                 /* Don't want a node to appear more than once */
2097                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2098                         continue;
2099
2100                 /* Use the distance array to find the distance */
2101                 val = node_distance(node, n);
2102
2103                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2104                 val += (n < node);
2105
2106                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2107                 tmp = node_to_cpumask(n);
2108                 if (!cpus_empty(tmp))
2109                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2110
2111                 /* Slight preference for less loaded node */
2112                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2113                 val += node_load[n];
2114
2115                 if (val < min_val) {
2116                         min_val = val;
2117                         best_node = n;
2118                 }
2119         }
2120
2121         if (best_node >= 0)
2122                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2123
2124         return best_node;
2125 }
2126
2127
2128 /*
2129  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2130  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2131  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2132  */
2133 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2134 {
2135         enum zone_type i;
2136         int j;
2137         struct zonelist *zonelist;
2138
2139         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2140                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2141                 for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++)
2142                         ;
2143                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2144                 zonelist->zones[j] = NULL;
2145         }
2146 }
2147
2148 /*
2149  * Build gfp_thisnode zonelists
2150  */
2151 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2152 {
2153         enum zone_type i;
2154         int j;
2155         struct zonelist *zonelist;
2156
2157         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2158                 zonelist = pgdat->node_zonelists + MAX_NR_ZONES + i;
2159                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
2160                 zonelist->zones[j] = NULL;
2161         }
2162 }
2163
2164 /*
2165  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2166  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2167  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2168  * may still exist in local DMA zone.
2169  */
2170 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2171
2172 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2173 {
2174         enum zone_type i;
2175         int pos, j, node;
2176         int zone_type;          /* needs to be signed */
2177         struct zone *z;
2178         struct zonelist *zonelist;
2179
2180         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2181                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2182                 pos = 0;
2183                 for (zone_type = i; zone_type >= 0; zone_type--) {
2184                         for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2185                                 node = node_order[j];
2186                                 z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2187                                 if (populated_zone(z)) {
2188                                         zonelist->zones[pos++] = z;
2189                                         check_highest_zone(zone_type);
2190                                 }
2191                         }
2192                 }
2193                 zonelist->zones[pos] = NULL;
2194         }
2195 }
2196
2197 static int default_zonelist_order(void)
2198 {
2199         int nid, zone_type;
2200         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2201         struct zone *z;
2202         int average_size;
2203         /*
2204          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2205          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2206          * into OOM very easily.
2207          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2208          */
2209         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2210         low_kmem_size = 0;
2211         total_size = 0;
2212         for_each_online_node(nid) {
2213                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2214                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2215                         if (populated_zone(z)) {
2216                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2217                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2218                                 total_size += z->present_pages;
2219                         }
2220                 }
2221         }
2222         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2223             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2224                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2225         /*
2226          * look into each node's config.
2227          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2228          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2229          */
2230         average_size = total_size /
2231                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2232         for_each_online_node(nid) {
2233                 low_kmem_size = 0;
2234                 total_size = 0;
2235                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2236                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2237                         if (populated_zone(z)) {
2238                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2239                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2240                                 total_size += z->present_pages;
2241                         }
2242                 }
2243                 if (low_kmem_size &&
2244                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2245                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2246                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2247         }
2248         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2249 }
2250
2251 static void set_zonelist_order(void)
2252 {
2253         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2254                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2255         else
2256                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2257 }
2258
2259 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2260 {
2261         int j, node, load;
2262         enum zone_type i;
2263         nodemask_t used_mask;
2264         int local_node, prev_node;
2265         struct zonelist *zonelist;
2266         int order = current_zonelist_order;
2267
2268         /* initialize zonelists */
2269         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2270                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2271                 zonelist->zones[0] = NULL;
2272         }
2273
2274         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2275         local_node = pgdat->node_id;
2276         load = num_online_nodes();
2277         prev_node = local_node;
2278         nodes_clear(used_mask);
2279
2280         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2281         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2282         j = 0;
2283
2284         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2285                 int distance = node_distance(local_node, node);
2286
2287                 /*
2288                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2289                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2290                  */
2291                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2292                         zone_reclaim_mode = 1;
2293
2294                 /*
2295                  * We don't want to pressure a particular node.
2296                  * So adding penalty to the first node in same
2297                  * distance group to make it round-robin.
2298                  */
2299                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2300                         node_load[node] = load;
2301
2302                 prev_node = node;
2303                 load--;
2304                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2305                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2306                 else
2307                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2308         }
2309
2310         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2311                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2312                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2313         }
2314
2315         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2316 }
2317
2318 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2319 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2320 {
2321         int i;
2322
2323         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2324                 struct zonelist *zonelist;
2325                 struct zonelist_cache *zlc;
2326                 struct zone **z;
2327
2328                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2329                 zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2330                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2331                 for (z = zonelist->zones; *z; z++)
2332                         zlc->z_to_n[z - zonelist->zones] = zone_to_nid(*z);
2333         }
2334 }
2335
2336
2337 #else   /* CONFIG_NUMA */
2338
2339 static void set_zonelist_order(void)
2340 {
2341         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2342 }
2343
2344 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2345 {
2346         int node, local_node;
2347         enum zone_type i,j;
2348
2349         local_node = pgdat->node_id;
2350         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2351                 struct zonelist *zonelist;
2352
2353                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2354
2355                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
2356                 /*
2357                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2358                  * of all the other nodes.
2359                  * We don't want to pressure a particular node, so when
2360                  * building the zones for node N, we make sure that the
2361                  * zones coming right after the local ones are those from
2362                  * node N+1 (modulo N)
2363                  */
2364                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2365                         if (!node_online(node))
2366                                 continue;
2367                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2368                 }
2369                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
2370                         if (!node_online(node))
2371                                 continue;
2372                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2373                 }
2374
2375                 zonelist->zones[j] = NULL;
2376         }
2377 }
2378
2379 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2380 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2381 {
2382         int i;
2383
2384         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2385                 pgdat->node_zonelists[i].zlcache_ptr = NULL;
2386 }
2387
2388 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2389
2390 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
2391 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2392 {
2393         int nid;
2394
2395         for_each_online_node(nid) {
2396                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2397
2398                 build_zonelists(pgdat);
2399                 build_zonelist_cache(pgdat);
2400         }
2401         return 0;
2402 }
2403
2404 void build_all_zonelists(void)
2405 {
2406         set_zonelist_order();
2407
2408         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2409                 __build_all_zonelists(NULL);
2410                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2411         } else {
2412                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
2413                    of zonelist */
2414                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
2415                 /* cpuset refresh routine should be here */
2416         }
2417         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2418         /*
2419          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2420          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2421          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2422          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2423          * disabled and enable it later
2424          */
2425         if (vm_total_pages < (MAX_ORDER_NR_PAGES * MIGRATE_TYPES))
2426                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2427         else
2428                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2429
2430         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2431                 "Total pages: %ld\n",
2432                         num_online_nodes(),
2433                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2434                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2435                         vm_total_pages);
2436 #ifdef CONFIG_NUMA
2437         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2438 #endif
2439 }
2440
2441 /*
2442  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2443  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2444  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2445  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2446  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2447  * conservative, even though it seems large.
2448  *
2449  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2450  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2451  */
2452 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2453
2454 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2455 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2456 {
2457         unsigned long size = 1;
2458
2459         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2460
2461         while (size < pages)
2462                 size <<= 1;
2463
2464         /*
2465          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2466          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2467          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2468          */
2469         size = min(size, 4096UL);
2470
2471         return max(size, 4UL);
2472 }
2473 #else
2474 /*
2475  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2476  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2477  *
2478  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2479  *
2480  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2481  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2482  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2483  *
2484  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2485  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2486  *
2487  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2488  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2489  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2490  */
2491 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2492 {
2493         return 4096UL;
2494 }
2495 #endif
2496
2497 /*
2498  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2499  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2500  * hash function before the remainder is taken.
2501  */
2502 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2503 {
2504         return ffz(~size);
2505 }
2506
2507 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2508
2509 /*
2510  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2511  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2512  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2513  */
2514 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2515                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2516 {
2517         struct page *page;
2518         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2519         unsigned long pfn;
2520
2521         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2522                 /*
2523                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2524                  * handed to this function.  They do not
2525                  * exist on hotplugged memory.
2526                  */
2527                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2528                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2529                                 continue;
2530                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2531                                 continue;
2532                 }
2533                 page = pfn_to_page(pfn);
2534                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2535                 init_page_count(page);
2536                 reset_page_mapcount(page);
2537                 SetPageReserved(page);
2538
2539                 /*
2540                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2541                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2542                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2543                  * the address space during boot when many long-lived
2544                  * kernel allocations are made
2545                  */
2546                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2547
2548                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2549 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2550                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2551                 if (!is_highmem_idx(zone))
2552                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2553 #endif
2554         }
2555 }
2556
2557 static void __meminit zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat,
2558                                 struct zone *zone, unsigned long size)
2559 {
2560         int order, t;
2561         for_each_migratetype_order(order, t) {
2562                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2563                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2564         }
2565 }
2566
2567 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2568 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2569         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2570 #endif
2571
2572 static int __devinit zone_batchsize(struct zone *zone)
2573 {
2574         int batch;
2575
2576         /*
2577          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2578          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2579          *
2580          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2581          */
2582         batch = zone->present_pages / 1024;
2583         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2584                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2585         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2586         if (batch < 1)
2587                 batch = 1;
2588
2589         /*
2590          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2591          * of 2 value was found to be more likely to have
2592          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2593          *
2594          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2595          * batches of pages, one task can end up with a lot
2596          * of pages of one half of the possible page colors
2597          * and the other with pages of the other colors.
2598          */
2599         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2600
2601         return batch;
2602 }
2603
2604 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2605 {
2606         struct per_cpu_pages *pcp;
2607
2608         memset(p, 0, sizeof(*p));
2609
2610         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
2611         pcp->count = 0;
2612         pcp->high = 6 * batch;
2613         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2614         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2615
2616         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
2617         pcp->count = 0;
2618         pcp->high = 2 * batch;
2619         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
2620         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2621 }
2622
2623 /*
2624  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2625  * to the value high for the pageset p.
2626  */
2627
2628 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2629                                 unsigned long high)
2630 {
2631         struct per_cpu_pages *pcp;
2632
2633         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
2634         pcp->high = high;
2635         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2636         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2637                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2638 }
2639
2640
2641 #ifdef CONFIG_NUMA
2642 /*
2643  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2644  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2645  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2646  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2647  * with interrupts disabled.
2648  *
2649  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2650  *
2651  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2652  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2653  * hotplugged processors.
2654  *
2655  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2656  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2657  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2658  */
2659 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2660
2661 /*
2662  * Dynamically allocate memory for the
2663  * per cpu pageset array in struct zone.
2664  */
2665 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2666 {
2667         struct zone *zone, *dzone;
2668         int node = cpu_to_node(cpu);
2669
2670         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2671
2672         for_each_zone(zone) {
2673
2674                 if (!populated_zone(zone))
2675                         continue;
2676
2677                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2678                                          GFP_KERNEL, node);
2679                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2680                         goto bad;
2681
2682                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2683
2684                 if (percpu_pagelist_fraction)
2685                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2686                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2687         }
2688
2689         return 0;
2690 bad:
2691         for_each_zone(dzone) {
2692                 if (!populated_zone(dzone))
2693                         continue;
2694                 if (dzone == zone)
2695                         break;
2696                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2697                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2698         }
2699         return -ENOMEM;
2700 }
2701
2702 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2703 {
2704         struct zone *zone;
2705
2706         for_each_zone(zone) {
2707                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2708
2709                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2710                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2711                         kfree(pset);
2712                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2713         }
2714 }
2715
2716 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2717                 unsigned long action,
2718                 void *hcpu)
2719 {
2720         int cpu = (long)hcpu;
2721         int ret = NOTIFY_OK;
2722
2723         switch (action) {
2724         case CPU_UP_PREPARE:
2725         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2726                 if (process_zones(cpu))
2727                         ret = NOTIFY_BAD;
2728                 break;
2729         case CPU_UP_CANCELED:
2730         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2731         case CPU_DEAD:
2732         case CPU_DEAD_FROZEN:
2733                 free_zone_pagesets(cpu);
2734                 break;
2735         default:
2736                 break;
2737         }
2738         return ret;
2739 }
2740
2741 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2742         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2743
2744 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2745 {
2746         int err;
2747
2748         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2749          * A cpuup callback will do this for every cpu
2750          * as it comes online
2751          */
2752         err = process_zones(smp_processor_id());
2753         BUG_ON(err);
2754         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2755 }
2756
2757 #endif
2758
2759 static noinline __init_refok
2760 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2761 {
2762         int i;
2763         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2764         size_t alloc_size;
2765
2766         /*
2767          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2768          * per zone.
2769          */
2770         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2771                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2772         zone->wait_table_bits =
2773                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2774         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2775                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2776
2777         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2778                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2779                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2780         } else {
2781                 /*
2782                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2783                  * via memory hot-add.
2784                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2785                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2786                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2787                  * node itself as well.
2788                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2789                  * necessary.
2790                  */
2791                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2792         }
2793         if (!zone->wait_table)
2794                 return -ENOMEM;
2795
2796         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2797                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2798
2799         return 0;
2800 }
2801
2802 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2803 {
2804         int cpu;
2805         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2806
2807         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2808 #ifdef CONFIG_NUMA
2809                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2810                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2811                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2812 #else
2813                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2814 #endif
2815         }
2816         if (zone->present_pages)
2817                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2818                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2819 }
2820
2821 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2822                                         unsigned long zone_start_pfn,
2823                                         unsigned long size,
2824                                         enum memmap_context context)
2825 {
2826         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2827         int ret;
2828         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2829         if (ret)
2830                 return ret;
2831         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2832
2833         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2834
2835         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2836
2837         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2838
2839         return 0;
2840 }
2841
2842 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2843 /*
2844  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2845  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2846  */
2847 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2848 {
2849         int i;
2850
2851         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2852                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2853                         return i;
2854
2855         return -1;
2856 }
2857
2858 /*
2859  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2860  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardles of node
2861  */
2862 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2863 {
2864         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2865                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2866                         return index;
2867
2868         return -1;
2869 }
2870
2871 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2872 /*
2873  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2874  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2875  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2876  * alternative
2877  */
2878 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2879 {
2880         int i;
2881
2882         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2883                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2884                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2885
2886                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2887                         return early_node_map[i].nid;
2888         }
2889
2890         return 0;
2891 }
2892 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2893
2894 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2895 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2896         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2897                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2898
2899 /**
2900  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2901  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2902  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2903  *
2904  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2905  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2906  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2907  */
2908 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2909                                                 unsigned long max_low_pfn)
2910 {
2911         int i;
2912
2913         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2914                 unsigned long size_pages = 0;
2915                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2916
2917                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2918                         continue;
2919
2920                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2921                         end_pfn = max_low_pfn;
2922
2923                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2924                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2925                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2926                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2927         }
2928 }
2929
2930 /**
2931  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2932  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2933  *
2934  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2935  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2936  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2937  */
2938 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2939 {
2940         int i;
2941
2942         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2943                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2944                                 early_node_map[i].start_pfn,
2945                                 early_node_map[i].end_pfn);
2946 }
2947
2948 /**
2949  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2950  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2951  * @start_pfn: The start pfn of the node
2952  * @end_pfn: The end pfn of the node
2953  *
2954  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2955  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2956  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2957  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2958  * be used later.
2959  */
2960 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2961 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2962                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2963 {
2964         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2965                         nid, start_pfn, end_pfn);
2966
2967         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2968         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2969                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2970
2971         /* Update the boundaries */
2972         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2973                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2974         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2975                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2976 }
2977
2978 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
2979 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
2980                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2981 {
2982         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
2983                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
2984
2985         /* Return if boundary information has not been provided */
2986         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2987                 return;
2988
2989         /* Check the boundaries and update if necessary */
2990         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
2991                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
2992         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
2993                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
2994 }
2995 #else
2996 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2997                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
2998
2999 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3000                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
3001 #endif
3002
3003
3004 /**
3005  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3006  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3007  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3008  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3009  *
3010  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3011  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3012  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3013  * PFNs will be 0.
3014  */
3015 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3016                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3017 {
3018         int i;
3019         *start_pfn = -1UL;
3020         *end_pfn = 0;
3021
3022         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3023                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3024                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3025         }
3026
3027         if (*start_pfn == -1UL)
3028                 *start_pfn = 0;
3029
3030         /* Push the node boundaries out if requested */
3031         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3032 }
3033
3034 /*
3035  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3036  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3037  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3038  */
3039 void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3040 {
3041         int zone_index;
3042         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3043                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3044                         continue;
3045
3046                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3047                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3048                         break;
3049         }
3050
3051         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3052         movable_zone = zone_index;
3053 }
3054
3055 /*
3056  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3057  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3058  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3059  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3060  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3061  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3062  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3063  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3064  */
3065 void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3066                                         unsigned long zone_type,
3067                                         unsigned long node_start_pfn,
3068                                         unsigned long node_end_pfn,
3069                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3070                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3071 {
3072         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3073         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3074                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3075                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3076                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3077                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3078                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3079
3080                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3081                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3082                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3083                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3084
3085                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3086                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3087                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3088         }
3089 }
3090
3091 /*
3092  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3093  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3094  */
3095 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3096                                         unsigned long zone_type,
3097                                         unsigned long *ignored)
3098 {
3099         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3100         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3101
3102         /* Get the start and end of the node and zone */
3103         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3104         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3105         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3106         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3107                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3108                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3109
3110         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3111         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3112                 return 0;
3113
3114         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3115         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3116         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3117
3118         /* Return the spanned pages */
3119         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3120 }
3121
3122 /*
3123  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3124  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3125  */
3126 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3127                                 unsigned long range_start_pfn,
3128                                 unsigned long range_end_pfn)
3129 {
3130         int i = 0;
3131         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3132         unsigned long start_pfn;
3133
3134         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3135         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3136         if (i == -1)
3137                 return 0;
3138
3139         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3140
3141         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3142         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3143                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3144
3145         /* Find all holes for the zone within the node */
3146         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3147
3148                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3149                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3150                         break;
3151
3152                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3153                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3154                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3155
3156                 /* Update the hole size cound and move on */
3157                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3158                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3159                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3160                 }
3161                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3162         }
3163
3164         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3165         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3166                 hole_pages += range_end_pfn -
3167                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3168
3169         return hole_pages;
3170 }
3171
3172 /**
3173  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3174  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3175  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3176  *
3177  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3178  */
3179 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3180                                                         unsigned long end_pfn)
3181 {
3182         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3183 }
3184
3185 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3186 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3187                                         unsigned long zone_type,
3188                                         unsigned long *ignored)
3189 {
3190         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3191         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3192
3193         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3194         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3195                                                         node_start_pfn);
3196         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3197                                                         node_end_pfn);
3198
3199         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3200                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3201                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3202         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3203 }
3204
3205 #else
3206 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3207                                         unsigned long zone_type,
3208                                         unsigned long *zones_size)
3209 {
3210         return zones_size[zone_type];
3211 }
3212
3213 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3214                                                 unsigned long zone_type,
3215                                                 unsigned long *zholes_size)
3216 {
3217         if (!zholes_size)
3218                 return 0;
3219
3220         return zholes_size[zone_type];
3221 }
3222
3223 #endif
3224
3225 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3226                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3227 {
3228         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3229         enum zone_type i;
3230
3231         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3232                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3233                                                                 zones_size);
3234         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3235
3236         realtotalpages = totalpages;
3237         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3238                 realtotalpages -=
3239                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3240                                                                 zholes_size);
3241         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3242         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3243                                                         realtotalpages);
3244 }
3245
3246 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3247 /*
3248  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3249  * Start by making sure zonesize is a multiple of MAX_ORDER-1 by rounding up
3250  * Then figure 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per MAX_ORDER-1, finally
3251  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3252  * bytes.
3253  */
3254 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3255 {
3256         unsigned long usemapsize;
3257
3258         usemapsize = roundup(zonesize, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3259         usemapsize = usemapsize >> (MAX_ORDER-1);
3260         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3261         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3262
3263         return usemapsize / 8;
3264 }
3265
3266 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3267                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3268 {
3269         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3270         zone->pageblock_flags = NULL;
3271         if (usemapsize) {
3272                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3273                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3274         }
3275 }
3276 #else
3277 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3278                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3279 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3280
3281 /*
3282  * Set up the zone data structures:
3283  *   - mark all pages reserved
3284  *   - mark all memory queues empty
3285  *   - clear the memory bitmaps
3286  */
3287 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3288                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3289 {
3290         enum zone_type j;
3291         int nid = pgdat->node_id;
3292         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3293         int ret;
3294
3295         pgdat_resize_init(pgdat);
3296         pgdat->nr_zones = 0;
3297         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3298         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3299         
3300         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3301                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3302                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3303
3304                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3305                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3306                                                                 zholes_size);
3307
3308                 /*
3309                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3310                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3311                  * and per-cpu initialisations
3312                  */
3313                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3314                 if (realsize >= memmap_pages) {
3315                         realsize -= memmap_pages;
3316                         printk(KERN_DEBUG
3317                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3318                                 zone_names[j], memmap_pages);
3319                 } else
3320                         printk(KERN_WARNING
3321                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3322                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3323
3324                 /* Account for reserved pages */
3325                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3326                         realsize -= dma_reserve;
3327                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3328                                         zone_names[0], dma_reserve);
3329                 }
3330
3331                 if (!is_highmem_idx(j))
3332                         nr_kernel_pages += realsize;
3333                 nr_all_pages += realsize;
3334
3335                 zone->spanned_pages = size;
3336                 zone->present_pages = realsize;
3337 #ifdef CONFIG_NUMA
3338                 zone->node = nid;
3339                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3340                                                 / 100;
3341                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3342 #endif
3343                 zone->name = zone_names[j];
3344                 spin_lock_init(&zone->lock);
3345                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3346                 zone_seqlock_init(zone);
3347                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3348
3349                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3350
3351                 zone_pcp_init(zone);
3352                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);