f7873a47fa8e3e73dd696c2c7c4b4d4cccd8e787
[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 /*
691  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
692  * the smallest available page from the freelists
693  */
694 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
695                                                 int migratetype)
696 {
697         unsigned int current_order;
698         struct free_area * area;
699         struct page *page;
700
701         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
702         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
703                 area = &(zone->free_area[current_order]);
704                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
705                         continue;
706
707                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
708                                                         struct page, lru);
709                 list_del(&page->lru);
710                 rmv_page_order(page);
711                 area->nr_free--;
712                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
713                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
714                 return page;
715         }
716
717         return NULL;
718 }
719
720
721 #ifdef CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY
722 /*
723  * This array describes the order lists are fallen back to when
724  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
725  */
726 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
727         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_HIGHATOMIC, MIGRATE_RESERVE },
728         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_HIGHATOMIC, MIGRATE_RESERVE },
729         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_HIGHATOMIC, MIGRATE_RESERVE },
730         [MIGRATE_HIGHATOMIC]  = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_MOVABLE,    MIGRATE_RESERVE },
731         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE,    MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
732 };
733
734 /*
735  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
736  * Note that start_page and end_pages are not aligned in a MAX_ORDER_NR_PAGES
737  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
738  */
739 int move_freepages(struct zone *zone,
740                         struct page *start_page, struct page *end_page,
741                         int migratetype)
742 {
743         struct page *page;
744         unsigned long order;
745         int blocks_moved = 0;
746
747 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
748         /*
749          * page_zone is not safe to call in this context when
750          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
751          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
752          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
753          * CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY
754          */
755         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
756 #endif
757
758         for (page = start_page; page <= end_page;) {
759                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
760                         page++;
761                         continue;
762                 }
763
764                 if (!PageBuddy(page)) {
765                         page++;
766                         continue;
767                 }
768
769                 order = page_order(page);
770                 list_del(&page->lru);
771                 list_add(&page->lru,
772                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
773                 page += 1 << order;
774                 blocks_moved++;
775         }
776
777         return blocks_moved;
778 }
779
780 int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page, int migratetype)
781 {
782         unsigned long start_pfn, end_pfn;
783         struct page *start_page, *end_page;
784
785         start_pfn = page_to_pfn(page);
786         start_pfn = start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES-1);
787         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
788         end_page = start_page + MAX_ORDER_NR_PAGES - 1;
789         end_pfn = start_pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES - 1;
790
791         /* Do not cross zone boundaries */
792         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
793                 start_page = page;
794         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
795                 return 0;
796
797         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
798 }
799
800 /* Return the page with the lowest PFN in the list */
801 static struct page *min_page(struct list_head *list)
802 {
803         unsigned long min_pfn = -1UL;
804         struct page *min_page = NULL, *page;;
805
806         list_for_each_entry(page, list, lru) {
807                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
808                 if (pfn < min_pfn) {
809                         min_pfn = pfn;
810                         min_page = page;
811                 }
812         }
813
814         return min_page;
815 }
816
817 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
818 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
819                                                 int start_migratetype)
820 {
821         struct free_area * area;
822         int current_order;
823         struct page *page;
824         int migratetype, i;
825         int nonatomic_fallback_atomic = 0;
826
827 retry:
828         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
829         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
830                                                 --current_order) {
831                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
832                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
833
834                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
835                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
836                                 continue;
837                         /*
838                          * Make it hard to fallback to blocks used for
839                          * high-order atomic allocations
840                          */
841                         if (migratetype == MIGRATE_HIGHATOMIC &&
842                                 start_migratetype != MIGRATE_UNMOVABLE &&
843                                 !nonatomic_fallback_atomic)
844                                 continue;
845
846                         area = &(zone->free_area[current_order]);
847                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
848                                 continue;
849
850                         /* Bias kernel allocations towards low pfns */
851                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
852                                         struct page, lru);
853                         if (unlikely(start_migratetype != MIGRATE_MOVABLE))
854                                 page = min_page(&area->free_list[migratetype]);
855                         area->nr_free--;
856
857                         /*
858                          * If breaking a large block of pages, move all free
859                          * pages to the preferred allocation list. If falling
860                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
861                          * agressive about taking ownership of free pages
862                          */
863                         if (unlikely(current_order >= MAX_ORDER / 2) ||
864                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
865                                 unsigned long pages;
866                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
867                                                                 start_migratetype);
868
869                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
870                                 if ((pages << current_order) >= (1 << (MAX_ORDER-2)) &&
871                                                 migratetype != MIGRATE_HIGHATOMIC)
872                                         set_pageblock_migratetype(page,
873                                                                 start_migratetype);
874
875                                 migratetype = start_migratetype;
876                         }
877
878                         /* Remove the page from the freelists */
879                         list_del(&page->lru);
880                         rmv_page_order(page);
881                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
882                                                         -(1UL << order));
883
884                         if (current_order == MAX_ORDER - 1)
885                                 set_pageblock_migratetype(page,
886                                                         start_migratetype);
887
888                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
889                         return page;
890                 }
891         }
892
893         /* Allow fallback to high-order atomic blocks if memory is that low */
894         if (!nonatomic_fallback_atomic) {
895                 nonatomic_fallback_atomic = 1;
896                 goto retry;
897         }
898
899         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
900         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
901 }
902 #else
903 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
904                                                 int start_migratetype)
905 {
906         return NULL;
907 }
908 #endif /* CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY */
909
910 /*
911  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
912  * Call me with the zone->lock already held.
913  */
914 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
915                                                 int migratetype)
916 {
917         struct page *page;
918
919         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
920
921         if (unlikely(!page))
922                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
923
924         return page;
925 }
926
927 /* 
928  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
929  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
930  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
931  */
932 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
933                         unsigned long count, struct list_head *list,
934                         int migratetype)
935 {
936         int i;
937         
938         spin_lock(&zone->lock);
939         for (i = 0; i < count; ++i) {
940                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
941                 if (unlikely(page == NULL))
942                         break;
943                 list_add(&page->lru, list);
944                 set_page_private(page, migratetype);
945         }
946         spin_unlock(&zone->lock);
947         return i;
948 }
949
950 #ifdef CONFIG_NUMA
951 /*
952  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
953  * currently executing processor on remote nodes after they have
954  * expired.
955  *
956  * Note that this function must be called with the thread pinned to
957  * a single processor.
958  */
959 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
960 {
961         unsigned long flags;
962         int to_drain;
963
964         local_irq_save(flags);
965         if (pcp->count >= pcp->batch)
966                 to_drain = pcp->batch;
967         else
968                 to_drain = pcp->count;
969         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
970         pcp->count -= to_drain;
971         local_irq_restore(flags);
972 }
973 #endif
974
975 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
976 {
977         unsigned long flags;
978         struct zone *zone;
979         int i;
980
981         for_each_zone(zone) {
982                 struct per_cpu_pageset *pset;
983
984                 if (!populated_zone(zone))
985                         continue;
986
987                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
988                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
989                         struct per_cpu_pages *pcp;
990
991                         pcp = &pset->pcp[i];
992                         local_irq_save(flags);
993                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
994                         pcp->count = 0;
995                         local_irq_restore(flags);
996                 }
997         }
998 }
999
1000 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1001
1002 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1003 {
1004         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1005         unsigned long flags;
1006         int order, t;
1007         struct list_head *curr;
1008
1009         if (!zone->spanned_pages)
1010                 return;
1011
1012         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1013
1014         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
1015         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1016                 if (pfn_valid(pfn)) {
1017                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1018
1019                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1020                                 swsusp_unset_page_free(page);
1021                 }
1022
1023         for_each_migratetype_order(order, t) {
1024                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1025                         unsigned long i;
1026
1027                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1028                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1029                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1030                 }
1031         }
1032         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1033 }
1034 #endif /* CONFIG_PM */
1035
1036 #if defined(CONFIG_HIBERNATION) || defined(CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY)
1037 /*
1038  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1039  */
1040 void drain_local_pages(void)
1041 {
1042         unsigned long flags;
1043
1044         local_irq_save(flags);  
1045         __drain_pages(smp_processor_id());
1046         local_irq_restore(flags);       
1047 }
1048
1049 void smp_drain_local_pages(void *arg)
1050 {
1051         drain_local_pages();
1052 }
1053
1054 /*
1055  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
1056  */
1057 void drain_all_local_pages(void)
1058 {
1059         unsigned long flags;
1060
1061         local_irq_save(flags);
1062         __drain_pages(smp_processor_id());
1063         local_irq_restore(flags);
1064
1065         smp_call_function(smp_drain_local_pages, NULL, 0, 1);
1066 }
1067 #else
1068 void drain_all_local_pages(void) {}
1069 #endif /* CONFIG_HIBERNATION || CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY */
1070
1071 /*
1072  * Free a 0-order page
1073  */
1074 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1075 {
1076         struct zone *zone = page_zone(page);
1077         struct per_cpu_pages *pcp;
1078         unsigned long flags;
1079
1080         if (PageAnon(page))
1081                 page->mapping = NULL;
1082         if (free_pages_check(page))
1083                 return;
1084
1085         if (!PageHighMem(page))
1086                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1087         arch_free_page(page, 0);
1088         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1089
1090         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
1091         local_irq_save(flags);
1092         __count_vm_event(PGFREE);
1093         list_add(&page->lru, &pcp->list);
1094         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1095         pcp->count++;
1096         if (pcp->count >= pcp->high) {
1097                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1098                 pcp->count -= pcp->batch;
1099         }
1100         local_irq_restore(flags);
1101         put_cpu();
1102 }
1103
1104 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
1105 {
1106         free_hot_cold_page(page, 0);
1107 }
1108         
1109 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
1110 {
1111         free_hot_cold_page(page, 1);
1112 }
1113
1114 /*
1115  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1116  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1117  * Each sub-page must be freed individually.
1118  *
1119  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1120  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1121  */
1122 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1123 {
1124         int i;
1125
1126         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1127         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1128         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1129                 set_page_refcounted(page + i);
1130 }
1131
1132 /*
1133  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1134  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1135  * or two.
1136  */
1137 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
1138                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1139 {
1140         unsigned long flags;
1141         struct page *page;
1142         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1143         int cpu;
1144         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags, order);
1145
1146 again:
1147         cpu  = get_cpu();
1148         if (likely(order == 0)) {
1149                 struct per_cpu_pages *pcp;
1150
1151                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
1152                 local_irq_save(flags);
1153                 if (!pcp->count) {
1154                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1155                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1156                         if (unlikely(!pcp->count))
1157                                 goto failed;
1158                 }
1159
1160 #ifdef CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY
1161                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1162                 list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1163                         if (page_private(page) == migratetype)
1164                                 break;
1165
1166                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1167                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1168                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1169                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1170                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1171                 }
1172 #else
1173                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1174 #endif /* CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY */
1175
1176                 list_del(&page->lru);
1177                 pcp->count--;
1178         } else {
1179                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1180                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1181                 spin_unlock(&zone->lock);
1182                 if (!page)
1183                         goto failed;
1184         }
1185
1186         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1187         zone_statistics(zonelist, zone);
1188         local_irq_restore(flags);
1189         put_cpu();
1190
1191         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1192         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1193                 goto again;
1194         return page;
1195
1196 failed:
1197         local_irq_restore(flags);
1198         put_cpu();
1199         return NULL;
1200 }
1201
1202 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1203 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1204 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1205 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1206 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1207 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1208 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1209
1210 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1211
1212 static struct fail_page_alloc_attr {
1213         struct fault_attr attr;
1214
1215         u32 ignore_gfp_highmem;
1216         u32 ignore_gfp_wait;
1217         u32 min_order;
1218
1219 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1220
1221         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1222         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1223         struct dentry *min_order_file;
1224
1225 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1226
1227 } fail_page_alloc = {
1228         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1229         .ignore_gfp_wait = 1,
1230         .ignore_gfp_highmem = 1,
1231         .min_order = 1,
1232 };
1233
1234 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1235 {
1236         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1237 }
1238 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1239
1240 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1241 {
1242         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1243                 return 0;
1244         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1245                 return 0;
1246         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1247                 return 0;
1248         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1249                 return 0;
1250
1251         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1252 }
1253
1254 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1255
1256 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1257 {
1258         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1259         struct dentry *dir;
1260         int err;
1261
1262         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1263                                        "fail_page_alloc");
1264         if (err)
1265                 return err;
1266         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1267
1268         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1269                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1270                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1271
1272         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1273                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1274                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1275         fail_page_alloc.min_order_file =
1276                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1277                                    &fail_page_alloc.min_order);
1278
1279         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1280             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1281             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1282                 err = -ENOMEM;
1283                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1284                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1285                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1286                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1287         }
1288
1289         return err;
1290 }
1291
1292 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1293
1294 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1295
1296 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1297
1298 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1299 {
1300         return 0;
1301 }
1302
1303 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1304
1305 /*
1306  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1307  * of the allocation.
1308  */
1309 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1310                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1311 {
1312         /* free_pages my go negative - that's OK */
1313         long min = mark;
1314         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1315         int o;
1316
1317         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1318                 min -= min / 2;
1319         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1320                 min -= min / 4;
1321
1322         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1323                 return 0;
1324         for (o = 0; o < order; o++) {
1325                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1326                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1327
1328                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1329                 min >>= 1;
1330
1331                 if (free_pages <= min)
1332                         return 0;
1333         }
1334         return 1;
1335 }
1336
1337 #ifdef CONFIG_NUMA
1338 /*
1339  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1340  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1341  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1342  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1343  * that have to skip over alot of full or unallowed zones.
1344  *
1345  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1346  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1347  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1348  *
1349  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1350  * nothing and returns NULL.
1351  *
1352  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1353  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1354  *
1355  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1356  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1357  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1358  * quickly as we can.
1359  */
1360 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1361 {
1362         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1363         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1364
1365         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1366         if (!zlc)
1367                 return NULL;
1368
1369         if (jiffies - zlc->last_full_zap > 1 * HZ) {
1370                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1371                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1372         }
1373
1374         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1375                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1376                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1377         return allowednodes;
1378 }
1379
1380 /*
1381  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1382  * if it is worth looking at further for free memory:
1383  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1384  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1385  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1386  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1387  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1388  * else return false (zero) if it is not.
1389  *
1390  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1391  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1392  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1393  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1394  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1395  * into the second scan of the zonelist.
1396  *
1397  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1398  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1399  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1400  * unturned looking for a free page.
1401  */
1402 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1403                                                 nodemask_t *allowednodes)
1404 {
1405         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1406         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1407         int n;                          /* node that zone *z is on */
1408
1409         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1410         if (!zlc)
1411                 return 1;
1412
1413         i = z - zonelist->zones;
1414         n = zlc->z_to_n[i];
1415
1416         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1417         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1418 }
1419
1420 /*
1421  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1422  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1423  * from that zone don't waste time re-examining it.
1424  */
1425 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1426 {
1427         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1428         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1429
1430         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1431         if (!zlc)
1432                 return;
1433
1434         i = z - zonelist->zones;
1435
1436         set_bit(i, zlc->fullzones);
1437 }
1438
1439 #else   /* CONFIG_NUMA */
1440
1441 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1442 {
1443         return NULL;
1444 }
1445
1446 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1447                                 nodemask_t *allowednodes)
1448 {
1449         return 1;
1450 }
1451
1452 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1453 {
1454 }
1455 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1456
1457 /*
1458  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1459  * a page.
1460  */
1461 static struct page *
1462 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1463                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1464 {
1465         struct zone **z;
1466         struct page *page = NULL;
1467         int classzone_idx = zone_idx(zonelist->zones[0]);
1468         struct zone *zone;
1469         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1470         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1471         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1472         enum zone_type highest_zoneidx = -1; /* Gets set for policy zonelists */
1473
1474 zonelist_scan:
1475         /*
1476          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1477          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1478          */
1479         z = zonelist->zones;
1480
1481         do {
1482                 /*
1483                  * In NUMA, this could be a policy zonelist which contains
1484                  * zones that may not be allowed by the current gfp_mask.
1485                  * Check the zone is allowed by the current flags
1486                  */
1487                 if (unlikely(alloc_should_filter_zonelist(zonelist))) {
1488                         if (highest_zoneidx == -1)
1489                                 highest_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1490                         if (zone_idx(*z) > highest_zoneidx)
1491                                 continue;
1492                 }
1493
1494                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1495                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1496                                 continue;
1497                 zone = *z;
1498                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1499                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1500                                 goto try_next_zone;
1501
1502                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1503                         unsigned long mark;
1504                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1505                                 mark = zone->pages_min;
1506                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1507                                 mark = zone->pages_low;
1508                         else
1509                                 mark = zone->pages_high;
1510                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1511                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1512                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1513                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1514                                         goto this_zone_full;
1515                         }
1516                 }
1517
1518                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
1519                 if (page)
1520                         break;
1521 this_zone_full:
1522                 if (NUMA_BUILD)
1523                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1524 try_next_zone:
1525                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1526                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1527                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1528                         zlc_active = 1;
1529                         did_zlc_setup = 1;
1530                 }
1531         } while (*(++z) != NULL);
1532
1533         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1534                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1535                 zlc_active = 0;
1536                 goto zonelist_scan;
1537         }
1538         return page;
1539 }
1540
1541 /*
1542  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1543  */
1544 struct page * fastcall
1545 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1546                 struct zonelist *zonelist)
1547 {
1548         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1549         struct zone **z;
1550         struct page *page;
1551         struct reclaim_state reclaim_state;
1552         struct task_struct *p = current;
1553         int do_retry;
1554         int alloc_flags;
1555         int did_some_progress;
1556
1557         might_sleep_if(wait);
1558
1559         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1560                 return NULL;
1561
1562 restart:
1563         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1564
1565         if (unlikely(*z == NULL)) {
1566                 /*
1567                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1568                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1569                  */
1570                 return NULL;
1571         }
1572
1573         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1574                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1575         if (page)
1576                 goto got_pg;
1577
1578         /*
1579          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1580          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1581          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1582          * using a larger set of nodes after it has established that the
1583          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1584          * over allocated.
1585          */
1586         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1587                 goto nopage;
1588
1589         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1590                 wakeup_kswapd(*z, order);
1591
1592         /*
1593          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1594          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1595          * to how we want to proceed.
1596          *
1597          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1598          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1599          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1600          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1601          */
1602         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1603         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1604                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1605         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1606                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1607         if (wait)
1608                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1609
1610         /*
1611          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1612          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1613          *
1614          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1615          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1616          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1617          */
1618         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1619         if (page)
1620                 goto got_pg;
1621
1622         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1623
1624 rebalance:
1625         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1626                         && !in_interrupt()) {
1627                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1628 nofail_alloc:
1629                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1630                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1631                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1632                         if (page)
1633                                 goto got_pg;
1634                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1635                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1636                                 goto nofail_alloc;
1637                         }
1638                 }
1639                 goto nopage;
1640         }
1641
1642         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1643         if (!wait)
1644                 goto nopage;
1645
1646         cond_resched();
1647
1648         /* We now go into synchronous reclaim */
1649         cpuset_memory_pressure_bump();
1650         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1651         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1652         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1653
1654         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, order, gfp_mask);
1655
1656         p->reclaim_state = NULL;
1657         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1658
1659         cond_resched();
1660
1661         if (order != 0)
1662                 drain_all_local_pages();
1663
1664         if (likely(did_some_progress)) {
1665                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1666                                                 zonelist, alloc_flags);
1667                 if (page)
1668                         goto got_pg;
1669         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1670                 /*
1671                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1672                  * very high watermark here, this is only to catch
1673                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1674                  * under heavy pressure.
1675                  */
1676                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1677                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1678                 if (page)
1679                         goto got_pg;
1680
1681                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1682                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1683                         goto nopage;
1684
1685                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1686                 goto restart;
1687         }
1688
1689         /*
1690          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1691          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1692          *
1693          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1694          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1695          */
1696         do_retry = 0;
1697         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1698                 if ((order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) ||
1699                                                 (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1700                         do_retry = 1;
1701                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1702                         do_retry = 1;
1703         }
1704         if (do_retry) {
1705                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1706                 goto rebalance;
1707         }
1708
1709 nopage:
1710         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1711                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1712                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1713                         p->comm, order, gfp_mask);
1714                 dump_stack();
1715                 show_mem();
1716         }
1717 got_pg:
1718         return page;
1719 }
1720
1721 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1722
1723 /*
1724  * Common helper functions.
1725  */
1726 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1727 {
1728         struct page * page;
1729         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1730         if (!page)
1731                 return 0;
1732         return (unsigned long) page_address(page);
1733 }
1734
1735 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1736
1737 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1738 {
1739         struct page * page;
1740
1741         /*
1742          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1743          * a highmem page
1744          */
1745         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1746
1747         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1748         if (page)
1749                 return (unsigned long) page_address(page);
1750         return 0;
1751 }
1752
1753 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1754
1755 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1756 {
1757         int i = pagevec_count(pvec);
1758
1759         while (--i >= 0)
1760                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1761 }
1762
1763 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1764 {
1765         if (put_page_testzero(page)) {
1766                 if (order == 0)
1767                         free_hot_page(page);
1768                 else
1769                         __free_pages_ok(page, order);
1770         }
1771 }
1772
1773 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1774
1775 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1776 {
1777         if (addr != 0) {
1778                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1779                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1780         }
1781 }
1782
1783 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1784
1785 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1786 {
1787         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1788         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1789         unsigned int sum = 0;
1790
1791         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1792         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1793         struct zone *zone;
1794
1795         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1796                 unsigned long size = zone->present_pages;
1797                 unsigned long high = zone->pages_high;
1798                 if (size > high)
1799                         sum += size - high;
1800         }
1801
1802         return sum;
1803 }
1804
1805 /*
1806  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1807  */
1808 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1809 {
1810         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1811 }
1812 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1813
1814 /*
1815  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1816  */
1817 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1818 {
1819         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1820 }
1821
1822 static inline void show_node(struct zone *zone)
1823 {
1824         if (NUMA_BUILD)
1825                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1826 }
1827
1828 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1829 {
1830         val->totalram = totalram_pages;
1831         val->sharedram = 0;
1832         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1833         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1834         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1835         val->freehigh = nr_free_highpages();
1836         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1837 }
1838
1839 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1840
1841 #ifdef CONFIG_NUMA
1842 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1843 {
1844         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1845
1846         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1847         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1848 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1849         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1850         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1851                         NR_FREE_PAGES);
1852 #else
1853         val->totalhigh = 0;
1854         val->freehigh = 0;
1855 #endif
1856         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1857 }
1858 #endif
1859
1860 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1861
1862 /*
1863  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1864  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1865  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1866  */
1867 void show_free_areas(void)
1868 {
1869         int cpu;
1870         struct zone *zone;
1871
1872         for_each_zone(zone) {
1873                 if (!populated_zone(zone))
1874                         continue;
1875
1876                 show_node(zone);
1877                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1878
1879                 for_each_online_cpu(cpu) {
1880                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1881
1882                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1883
1884                         printk("CPU %4d: Hot: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d   "
1885                                "Cold: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1886                                cpu, pageset->pcp[0].high,
1887                                pageset->pcp[0].batch, pageset->pcp[0].count,
1888                                pageset->pcp[1].high, pageset->pcp[1].batch,
1889                                pageset->pcp[1].count);
1890                 }
1891         }
1892
1893         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1894                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1895                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1896                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1897                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1898                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1899                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1900                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1901                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1902                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1903                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1904                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1905                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1906
1907         for_each_zone(zone) {
1908                 int i;
1909
1910                 if (!populated_zone(zone))
1911                         continue;
1912
1913                 show_node(zone);
1914                 printk("%s"
1915                         " free:%lukB"
1916                         " min:%lukB"
1917                         " low:%lukB"
1918                         " high:%lukB"
1919                         " active:%lukB"
1920                         " inactive:%lukB"
1921                         " present:%lukB"
1922                         " pages_scanned:%lu"
1923                         " all_unreclaimable? %s"
1924                         "\n",
1925                         zone->name,
1926                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1927                         K(zone->pages_min),
1928                         K(zone->pages_low),
1929                         K(zone->pages_high),
1930                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1931                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1932                         K(zone->present_pages),
1933                         zone->pages_scanned,
1934                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1935                         );
1936                 printk("lowmem_reserve[]:");
1937                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1938                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1939                 printk("\n");
1940         }
1941
1942         for_each_zone(zone) {
1943                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1944
1945                 if (!populated_zone(zone))
1946                         continue;
1947
1948                 show_node(zone);
1949                 printk("%s: ", zone->name);
1950
1951                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1952                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1953                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1954                         total += nr[order] << order;
1955                 }
1956                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1957                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1958                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1959                 printk("= %lukB\n", K(total));
1960         }
1961
1962         show_swap_cache_info();
1963 }
1964
1965 /*
1966  * Builds allocation fallback zone lists.
1967  *
1968  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1969  */
1970 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1971                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1972 {
1973         struct zone *zone;
1974
1975         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1976         zone_type++;
1977
1978         do {
1979                 zone_type--;
1980                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1981                 if (populated_zone(zone)) {
1982                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1983                         check_highest_zone(zone_type);
1984                 }
1985
1986         } while (zone_type);
1987         return nr_zones;
1988 }
1989
1990
1991 /*
1992  *  zonelist_order:
1993  *  0 = automatic detection of better ordering.
1994  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1995  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1996  *
1997  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1998  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1999  */
2000 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2001 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2002 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2003
2004 /* zonelist order in the kernel.
2005  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2006  */
2007 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2008 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2009
2010
2011 #ifdef CONFIG_NUMA
2012 /* The value user specified ....changed by config */
2013 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2014 /* string for sysctl */
2015 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2016 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2017
2018 /*
2019  * interface for configure zonelist ordering.
2020  * command line option "numa_zonelist_order"
2021  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2022  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2023  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2024  */
2025
2026 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2027 {
2028         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2029                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2030         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2031                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2032         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2033                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2034         } else {
2035                 printk(KERN_WARNING
2036                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2037                         "%s\n", s);
2038                 return -EINVAL;
2039         }
2040         return 0;
2041 }
2042
2043 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2044 {
2045         if (s)
2046                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2047         return 0;
2048 }
2049 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2050
2051 /*
2052  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2053  */
2054 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2055                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2056                 loff_t *ppos)
2057 {
2058         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2059         int ret;
2060
2061         if (write)
2062                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2063                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2064         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2065         if (ret)
2066                 return ret;
2067         if (write) {
2068                 int oldval = user_zonelist_order;
2069                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2070                         /*
2071                          * bogus value.  restore saved string
2072                          */
2073                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2074                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2075                         user_zonelist_order = oldval;
2076                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2077                         build_all_zonelists();
2078         }
2079         return 0;
2080 }
2081
2082
2083 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2084 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2085
2086 /**
2087  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2088  * @node: node whose fallback list we're appending
2089  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2090  *
2091  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2092  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2093  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2094  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2095  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2096  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2097  * on them otherwise.
2098  * It returns -1 if no node is found.
2099  */
2100 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2101 {
2102         int n, val;
2103         int min_val = INT_MAX;
2104         int best_node = -1;
2105
2106         /* Use the local node if we haven't already */
2107         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2108                 node_set(node, *used_node_mask);
2109                 return node;
2110         }
2111
2112         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2113                 cpumask_t tmp;
2114
2115                 /* Don't want a node to appear more than once */
2116                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2117                         continue;
2118
2119                 /* Use the distance array to find the distance */
2120                 val = node_distance(node, n);
2121
2122                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2123                 val += (n < node);
2124
2125                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2126                 tmp = node_to_cpumask(n);
2127                 if (!cpus_empty(tmp))
2128                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2129
2130                 /* Slight preference for less loaded node */
2131                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2132                 val += node_load[n];
2133
2134                 if (val < min_val) {
2135                         min_val = val;
2136                         best_node = n;
2137                 }
2138         }
2139
2140         if (best_node >= 0)
2141                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2142
2143         return best_node;
2144 }
2145
2146
2147 /*
2148  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2149  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2150  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2151  */
2152 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2153 {
2154         enum zone_type i;
2155         int j;
2156         struct zonelist *zonelist;
2157
2158         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2159                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2160                 for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++)
2161                         ;
2162                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2163                 zonelist->zones[j] = NULL;
2164         }
2165 }
2166
2167 /*
2168  * Build gfp_thisnode zonelists
2169  */
2170 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2171 {
2172         enum zone_type i;
2173         int j;
2174         struct zonelist *zonelist;
2175
2176         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2177                 zonelist = pgdat->node_zonelists + MAX_NR_ZONES + i;
2178                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
2179                 zonelist->zones[j] = NULL;
2180         }
2181 }
2182
2183 /*
2184  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2185  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2186  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2187  * may still exist in local DMA zone.
2188  */
2189 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2190
2191 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2192 {
2193         enum zone_type i;
2194         int pos, j, node;
2195         int zone_type;          /* needs to be signed */
2196         struct zone *z;
2197         struct zonelist *zonelist;
2198
2199         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2200                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2201                 pos = 0;
2202                 for (zone_type = i; zone_type >= 0; zone_type--) {
2203                         for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2204                                 node = node_order[j];
2205                                 z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2206                                 if (populated_zone(z)) {
2207                                         zonelist->zones[pos++] = z;
2208                                         check_highest_zone(zone_type);
2209                                 }
2210                         }
2211                 }
2212                 zonelist->zones[pos] = NULL;
2213         }
2214 }
2215
2216 static int default_zonelist_order(void)
2217 {
2218         int nid, zone_type;
2219         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2220         struct zone *z;
2221         int average_size;
2222         /*
2223          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2224          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2225          * into OOM very easily.
2226          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2227          */
2228         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2229         low_kmem_size = 0;
2230         total_size = 0;
2231         for_each_online_node(nid) {
2232                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2233                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2234                         if (populated_zone(z)) {
2235                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2236                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2237                                 total_size += z->present_pages;
2238                         }
2239                 }
2240         }
2241         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2242             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2243                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2244         /*
2245          * look into each node's config.
2246          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2247          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2248          */
2249         average_size = total_size /
2250                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2251         for_each_online_node(nid) {
2252                 low_kmem_size = 0;
2253                 total_size = 0;
2254                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2255                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2256                         if (populated_zone(z)) {
2257                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2258                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2259                                 total_size += z->present_pages;
2260                         }
2261                 }
2262                 if (low_kmem_size &&
2263                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2264                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2265                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2266         }
2267         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2268 }
2269
2270 static void set_zonelist_order(void)
2271 {
2272         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2273                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2274         else
2275                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2276 }
2277
2278 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2279 {
2280         int j, node, load;
2281         enum zone_type i;
2282         nodemask_t used_mask;
2283         int local_node, prev_node;
2284         struct zonelist *zonelist;
2285         int order = current_zonelist_order;
2286
2287         /* initialize zonelists */
2288         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2289                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2290                 zonelist->zones[0] = NULL;
2291         }
2292
2293         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2294         local_node = pgdat->node_id;
2295         load = num_online_nodes();
2296         prev_node = local_node;
2297         nodes_clear(used_mask);
2298
2299         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2300         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2301         j = 0;
2302
2303         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2304                 int distance = node_distance(local_node, node);
2305
2306                 /*
2307                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2308                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2309                  */
2310                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2311                         zone_reclaim_mode = 1;
2312
2313                 /*
2314                  * We don't want to pressure a particular node.
2315                  * So adding penalty to the first node in same
2316                  * distance group to make it round-robin.
2317                  */
2318                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2319                         node_load[node] = load;
2320
2321                 prev_node = node;
2322                 load--;
2323                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2324                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2325                 else
2326                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2327         }
2328
2329         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2330                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2331                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2332         }
2333
2334         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2335 }
2336
2337 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2338 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2339 {
2340         int i;
2341
2342         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2343                 struct zonelist *zonelist;
2344                 struct zonelist_cache *zlc;
2345                 struct zone **z;
2346
2347                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2348                 zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2349                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2350                 for (z = zonelist->zones; *z; z++)
2351                         zlc->z_to_n[z - zonelist->zones] = zone_to_nid(*z);
2352         }
2353 }
2354
2355
2356 #else   /* CONFIG_NUMA */
2357
2358 static void set_zonelist_order(void)
2359 {
2360         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2361 }
2362
2363 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2364 {
2365         int node, local_node;
2366         enum zone_type i,j;
2367
2368         local_node = pgdat->node_id;
2369         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2370                 struct zonelist *zonelist;
2371
2372                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2373
2374                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
2375                 /*
2376                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2377                  * of all the other nodes.
2378                  * We don't want to pressure a particular node, so when
2379                  * building the zones for node N, we make sure that the
2380                  * zones coming right after the local ones are those from
2381                  * node N+1 (modulo N)
2382                  */
2383                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2384                         if (!node_online(node))
2385                                 continue;
2386                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2387                 }
2388                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
2389                         if (!node_online(node))
2390                                 continue;
2391                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2392                 }
2393
2394                 zonelist->zones[j] = NULL;
2395         }
2396 }
2397
2398 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2399 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2400 {
2401         int i;
2402
2403         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2404                 pgdat->node_zonelists[i].zlcache_ptr = NULL;
2405 }
2406
2407 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2408
2409 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
2410 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2411 {
2412         int nid;
2413
2414         for_each_online_node(nid) {
2415                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2416
2417                 build_zonelists(pgdat);
2418                 build_zonelist_cache(pgdat);
2419         }
2420         return 0;
2421 }
2422
2423 void build_all_zonelists(void)
2424 {
2425         set_zonelist_order();
2426
2427         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2428                 __build_all_zonelists(NULL);
2429                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2430         } else {
2431                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
2432                    of zonelist */
2433                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
2434                 /* cpuset refresh routine should be here */
2435         }
2436         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2437         /*
2438          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2439          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2440          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2441          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2442          * disabled and enable it later
2443          */
2444         if (vm_total_pages < (MAX_ORDER_NR_PAGES * MIGRATE_TYPES))
2445                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2446         else
2447                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2448
2449         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2450                 "Total pages: %ld\n",
2451                         num_online_nodes(),
2452                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2453                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2454                         vm_total_pages);
2455 #ifdef CONFIG_NUMA
2456         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2457 #endif
2458 }
2459
2460 /*
2461  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2462  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2463  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2464  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2465  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2466  * conservative, even though it seems large.
2467  *
2468  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2469  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2470  */
2471 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2472
2473 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2474 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2475 {
2476         unsigned long size = 1;
2477
2478         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2479
2480         while (size < pages)
2481                 size <<= 1;
2482
2483         /*
2484          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2485          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2486          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2487          */
2488         size = min(size, 4096UL);
2489
2490         return max(size, 4UL);
2491 }
2492 #else
2493 /*
2494  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2495  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2496  *
2497  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2498  *
2499  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2500  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2501  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2502  *
2503  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2504  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2505  *
2506  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2507  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2508  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2509  */
2510 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2511 {
2512         return 4096UL;
2513 }
2514 #endif
2515
2516 /*
2517  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2518  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2519  * hash function before the remainder is taken.
2520  */
2521 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2522 {
2523         return ffz(~size);
2524 }
2525
2526 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2527
2528 #ifdef CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY
2529 /*
2530  * Mark a number of MAX_ORDER_NR_PAGES blocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2531  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2532  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2533  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2534  * blocks as reclaim kicks in
2535  */
2536 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2537 {
2538         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2539         struct page *page;
2540         unsigned long reserve, block_migratetype;
2541
2542         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2543         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2544         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2545         reserve = roundup(zone->pages_min, MAX_ORDER_NR_PAGES) >> (MAX_ORDER-1);
2546
2547         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
2548                 if (!pfn_valid(pfn))
2549                         continue;
2550                 page = pfn_to_page(pfn);
2551
2552                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2553                 if (PageReserved(page))
2554                         continue;
2555
2556                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2557
2558                 /* If this block is reserved, account for it */
2559                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2560                         reserve--;
2561                         continue;
2562                 }
2563
2564                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2565                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2566                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2567                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2568                         reserve--;
2569                         continue;
2570                 }
2571
2572                 /*
2573                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2574                  * take it back
2575                  */
2576                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2577                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2578                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2579                 }
2580         }
2581 }
2582 #else
2583 static inline void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2584 {
2585 }
2586 #endif /* CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY */
2587 /*
2588  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2589  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2590  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2591  */
2592 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2593                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2594 {
2595         struct page *page;
2596         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2597         unsigned long pfn;
2598
2599         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2600                 /*
2601                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2602                  * handed to this function.  They do not
2603                  * exist on hotplugged memory.
2604                  */
2605                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2606                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2607                                 continue;
2608                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2609                                 continue;
2610                 }
2611                 page = pfn_to_page(pfn);
2612                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2613                 init_page_count(page);
2614                 reset_page_mapcount(page);
2615                 SetPageReserved(page);
2616
2617                 /*
2618                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2619                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2620                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2621                  * the address space during boot when many long-lived
2622                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2623                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2624                  * setup_zone_migrate_reserve()
2625                  */
2626                 if ((pfn & (MAX_ORDER_NR_PAGES-1)))
2627                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2628
2629                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2630 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2631                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2632                 if (!is_highmem_idx(zone))
2633                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2634 #endif
2635         }
2636 }
2637
2638 static void __meminit zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat,
2639                                 struct zone *zone, unsigned long size)
2640 {
2641         int order, t;
2642         for_each_migratetype_order(order, t) {
2643                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2644                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2645         }
2646 }
2647
2648 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2649 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2650         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2651 #endif
2652
2653 static int __devinit zone_batchsize(struct zone *zone)
2654 {
2655         int batch;
2656
2657         /*
2658          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2659          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2660          *
2661          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2662          */
2663         batch = zone->present_pages / 1024;
2664         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2665                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2666         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2667         if (batch < 1)
2668                 batch = 1;
2669
2670         /*
2671          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2672          * of 2 value was found to be more likely to have
2673          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2674          *
2675          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2676          * batches of pages, one task can end up with a lot
2677          * of pages of one half of the possible page colors
2678          * and the other with pages of the other colors.
2679          */
2680         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2681
2682         return batch;
2683 }
2684
2685 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2686 {
2687         struct per_cpu_pages *pcp;
2688
2689         memset(p, 0, sizeof(*p));
2690
2691         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
2692         pcp->count = 0;
2693         pcp->high = 6 * batch;
2694         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2695         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2696
2697         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
2698         pcp->count = 0;
2699         pcp->high = 2 * batch;
2700         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
2701         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2702 }
2703
2704 /*
2705  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2706  * to the value high for the pageset p.
2707  */
2708
2709 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2710                                 unsigned long high)
2711 {
2712         struct per_cpu_pages *pcp;
2713
2714         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
2715         pcp->high = high;
2716         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2717         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2718                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2719 }
2720
2721
2722 #ifdef CONFIG_NUMA
2723 /*
2724  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2725  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2726  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2727  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2728  * with interrupts disabled.
2729  *
2730  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2731  *
2732  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2733  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2734  * hotplugged processors.
2735  *
2736  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2737  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2738  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2739  */
2740 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2741
2742 /*
2743  * Dynamically allocate memory for the
2744  * per cpu pageset array in struct zone.
2745  */
2746 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2747 {
2748         struct zone *zone, *dzone;
2749         int node = cpu_to_node(cpu);
2750
2751         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2752
2753         for_each_zone(zone) {
2754
2755                 if (!populated_zone(zone))
2756                         continue;
2757
2758                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2759                                          GFP_KERNEL, node);
2760                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2761                         goto bad;
2762
2763                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2764
2765                 if (percpu_pagelist_fraction)
2766                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2767                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2768         }
2769
2770         return 0;
2771 bad:
2772         for_each_zone(dzone) {
2773                 if (!populated_zone(dzone))
2774                         continue;
2775                 if (dzone == zone)
2776                         break;
2777                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2778                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2779         }
2780         return -ENOMEM;
2781 }
2782
2783 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2784 {
2785         struct zone *zone;
2786
2787         for_each_zone(zone) {
2788                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2789
2790                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2791                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2792                         kfree(pset);
2793                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2794         }
2795 }
2796
2797 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2798                 unsigned long action,
2799                 void *hcpu)
2800 {
2801         int cpu = (long)hcpu;
2802         int ret = NOTIFY_OK;
2803
2804         switch (action) {
2805         case CPU_UP_PREPARE:
2806         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2807                 if (process_zones(cpu))
2808                         ret = NOTIFY_BAD;
2809                 break;
2810         case CPU_UP_CANCELED:
2811         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2812         case CPU_DEAD:
2813         case CPU_DEAD_FROZEN:
2814                 free_zone_pagesets(cpu);
2815                 break;
2816         default:
2817                 break;
2818         }
2819         return ret;
2820 }
2821
2822 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2823         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2824
2825 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2826 {
2827         int err;
2828
2829         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2830          * A cpuup callback will do this for every cpu
2831          * as it comes online
2832          */
2833         err = process_zones(smp_processor_id());
2834         BUG_ON(err);
2835         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2836 }
2837
2838 #endif
2839
2840 static noinline __init_refok
2841 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2842 {
2843         int i;
2844         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2845         size_t alloc_size;
2846
2847         /*
2848          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2849          * per zone.
2850          */
2851         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2852                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2853         zone->wait_table_bits =
2854                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2855         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2856                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2857
2858         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2859                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2860                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2861         } else {
2862                 /*
2863                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2864                  * via memory hot-add.
2865                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2866                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2867                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2868                  * node itself as well.
2869                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2870                  * necessary.
2871                  */
2872                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2873         }
2874         if (!zone->wait_table)
2875                 return -ENOMEM;
2876
2877         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2878                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2879
2880         return 0;
2881 }
2882
2883 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2884 {
2885         int cpu;
2886         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2887
2888         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2889 #ifdef CONFIG_NUMA
2890                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2891                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2892                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2893 #else
2894                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2895 #endif
2896         }
2897         if (zone->present_pages)
2898                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2899                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2900 }
2901
2902 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2903                                         unsigned long zone_start_pfn,
2904                                         unsigned long size,
2905                                         enum memmap_context context)
2906 {
2907         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2908         int ret;
2909         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2910         if (ret)
2911                 return ret;
2912         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2913
2914         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2915
2916         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2917
2918         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2919
2920         return 0;
2921 }
2922
2923 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2924 /*
2925  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2926  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2927  */
2928 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2929 {
2930         int i;
2931
2932         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2933                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2934                         return i;
2935
2936         return -1;
2937 }
2938
2939 /*
2940  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2941  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardles of node
2942  */
2943 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2944 {
2945         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2946                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2947                         return index;
2948
2949         return -1;
2950 }
2951
2952 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2953 /*
2954  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2955  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2956  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2957  * alternative
2958  */
2959 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2960 {
2961         int i;
2962
2963         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2964                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2965                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2966
2967                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2968                         return early_node_map[i].nid;
2969         }
2970
2971         return 0;
2972 }
2973 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2974
2975 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2976 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2977         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2978                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2979
2980 /**
2981  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2982  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2983  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2984  *
2985  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2986  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2987  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2988  */
2989 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2990                                                 unsigned long max_low_pfn)
2991 {
2992         int i;
2993
2994         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2995                 unsigned long size_pages = 0;
2996                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2997
2998                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2999                         continue;
3000
3001                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3002                         end_pfn = max_low_pfn;
3003
3004                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3005                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3006                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3007                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3008         }
3009 }
3010
3011 /**
3012  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3013  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3014  *
3015  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3016  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3017  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3018  */
3019 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3020 {
3021         int i;
3022
3023         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3024                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3025                                 early_node_map[i].start_pfn,
3026                                 early_node_map[i].end_pfn);
3027 }
3028
3029 /**
3030  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
3031  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
3032  * @start_pfn: The start pfn of the node
3033  * @end_pfn: The end pfn of the node
3034  *
3035  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
3036  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
3037  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
3038  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
3039  * be used later.
3040  */
3041 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3042 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3043                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3044 {
3045         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
3046                         nid, start_pfn, end_pfn);
3047
3048         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
3049         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3050                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
3051
3052         /* Update the boundaries */
3053         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
3054                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
3055         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
3056                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
3057 }
3058
3059 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
3060 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3061                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3062 {
3063         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
3064                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
3065
3066         /* Return if boundary information has not been provided */
3067         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3068                 return;
3069
3070         /* Check the boundaries and update if necessary */
3071         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
3072                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
3073         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
3074                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
3075 }
3076 #else
3077 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3078                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
3079
3080 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3081                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
3082 #endif
3083
3084
3085 /**
3086  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3087  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3088  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3089  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3090  *
3091  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3092  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3093  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3094  * PFNs will be 0.
3095  */
3096 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3097                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3098 {
3099         int i;
3100         *start_pfn = -1UL;
3101         *end_pfn = 0;
3102
3103         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3104                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3105                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3106         }
3107
3108         if (*start_pfn == -1UL)
3109                 *start_pfn = 0;
3110
3111         /* Push the node boundaries out if requested */
3112         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3113 }
3114
3115 /*
3116  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3117  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3118  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3119  */
3120 void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3121 {
3122         int zone_index;
3123         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3124                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3125                         continue;
3126
3127                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3128                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3129                         break;
3130         }
3131
3132         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3133         movable_zone = zone_index;
3134 }
3135
3136 /*
3137  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3138  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3139  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3140  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3141  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3142  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3143  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3144  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3145  */
3146 void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3147                                         unsigned long zone_type,
3148                                         unsigned long node_start_pfn,
3149                                         unsigned long node_end_pfn,
3150                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3151                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3152 {
3153         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3154         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3155                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3156                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3157                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3158                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3159                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3160
3161                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3162                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3163                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3164                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3165
3166                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3167                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3168                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3169         }
3170 }
3171
3172 /*
3173  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3174  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3175  */
3176 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3177                                         unsigned long zone_type,
3178                                         unsigned long *ignored)
3179 {
3180         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3181         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3182
3183         /* Get the start and end of the node and zone */
3184         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3185         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3186         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3187         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3188                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3189                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3190
3191         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3192         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3193                 return 0;
3194
3195         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3196         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3197         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3198
3199         /* Return the spanned pages */
3200         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3201 }
3202
3203 /*
3204  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3205  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3206  */
3207 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3208                                 unsigned long range_start_pfn,
3209                                 unsigned long range_end_pfn)
3210 {
3211         int i = 0;
3212         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3213         unsigned long start_pfn;
3214
3215         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3216         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3217         if (i == -1)
3218                 return 0;
3219
3220         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3221
3222         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3223         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3224                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3225
3226         /* Find all holes for the zone within the node */
3227         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3228
3229                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3230                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3231                         break;
3232
3233                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3234                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3235                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3236
3237                 /* Update the hole size cound and move on */
3238                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3239                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3240                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3241                 }
3242                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3243         }
3244
3245         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3246         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3247                 hole_pages += range_end_pfn -
3248                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3249
3250         return hole_pages;
3251 }
3252
3253 /**
3254  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3255  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3256  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3257  *
3258  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3259  */
3260 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3261                                                         unsigned long end_pfn)
3262 {
3263         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3264 }
3265
3266 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3267 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3268                                         unsigned long zone_type,
3269                                         unsigned long *ignored)
3270 {
3271         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3272         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3273
3274         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3275         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3276                                                         node_start_pfn);
3277         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3278                                                         node_end_pfn);
3279
3280         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3281                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3282                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3283         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3284 }
3285
3286 #else
3287 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3288                                         unsigned long zone_type,
3289                                         unsigned long *zones_size)
3290 {
3291         return zones_size[zone_type];
3292 }
3293
3294 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3295                                                 unsigned long zone_type,
3296                                                 unsigned long *zholes_size)
3297 {
3298         if (!zholes_size)
3299                 return 0;
3300
3301         return zholes_size[zone_type];
3302 }
3303
3304 #endif
3305
3306 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3307                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3308 {
3309         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3310         enum zone_type i;
3311
3312         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3313                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3314                                                                 zones_size);
3315         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3316
3317         realtotalpages = totalpages;
3318         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3319                 realtotalpages -=
3320                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3321                                                                 zholes_size);
3322         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3323         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3324                                                         realtotalpages);
3325 }
3326
3327 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3328 /*
3329  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3330  * Start by making sure zonesize is a multiple of MAX_ORDER-1 by rounding up
3331  * Then figure 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per MAX_ORDER-1, finally
3332  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3333  * bytes.
3334  */
3335 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3336 {
3337         unsigned long usemapsize;
3338
3339         usemapsize = roundup(zonesize, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3340         usemapsize = usemapsize >> (MAX_ORDER-1);
3341         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3342         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3343
3344         return usemapsize / 8;
3345 }
3346
3347 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3348                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3349 {
3350         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3351         zone->pageblock_flags = NULL;
3352         if (usemapsize) {
3353                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3354                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3355         }
3356 }
3357 #else
3358 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3359                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3360 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3361
3362 /*
3363  * Set up the zone data structures:
3364  *   - mark all pages reserved
3365  *   - mark all memory queues empty
3366  *   - clear the memory bitmaps
3367  */
3368 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3369                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3370 {
3371         enum zone_type j;
3372         int nid = pgdat->node_id;
3373         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3374         int ret;
3375
3376         pgdat_resize_init(pgdat);
3377         pgdat->nr_zones = 0;
3378         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3379         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3380         
3381         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3382                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3383                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3384
3385                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3386                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3387                                                                 zholes_size);
3388
3389                 /*
3390                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3391                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3392                  * and per-cpu initialisations
3393                  */
3394                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3395                 if (realsize >= memmap_pages) {
3396                         realsize -= memmap_pages;
3397                         printk(KERN_DEBUG
3398                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3399                                 zone_names[j], memmap_pages);
3400                 } else
3401                         printk(KERN_WARNING
3402                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3403                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3404
3405                 /* Account for reserved pages */
3406                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3407                         realsize -= dma_reserve;
3408                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3409                                         zone_names[0], dma_reserve);
3410                 }
3411
3412                 if (!is_highmem_idx(j))
3413                         nr_kernel_pages += realsize;
3414                 nr_all_pages += realsize;
3415
3416                 zone->spanned_pages = size;
3417                 zone->present_pages = realsize;
3418 #ifdef CONFIG_NUMA
3419                 zone->node = nid;
3420                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3421                                                 / 100;
3422                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3423 #endif
3424                 zone->name = zone_names[j];
3425                 spin_lock_init(&zone->lock);
3426                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3427                 zone_seqlock_init(zone);
3428                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3429
3430                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3431
3432                 zone_pcp_init(zone);
3433                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
3434                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
3435                 zone->nr_scan_active = 0;
3436                 zone->nr_scan_inactive = 0;
3437                 zap_zone_vm_stats(zone);
3438                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
3439                 if (!size)
3440                         continue;
3441
3442                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3443                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3444                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3445                 BUG_ON(ret);
3446                 zone_start_pfn += size;
3447         }
3448 }
3449
3450 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3451 {
3452         /* Skip empty nodes */
3453         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3454                 return;
3455
3456 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3457         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3458         if (!pgdat->node_mem_map) {
3459                 unsigned long size, start, end;
3460                 struct page *map;
3461
3462                 /*
3463                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3464                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3465                  * for the buddy allocator to function correctly.
3466                  */
3467                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3468                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3469                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3470                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3471                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3472                 if (!map)
3473                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3474                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3475         }
3476 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3477         /*
3478          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3479          */
3480         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3481                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3482 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3483                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3484                         mem_map -= pgdat->node_start_pfn;
3485 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3486         }
3487 #endif
3488 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3489 }
3490
3491 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
3492                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
3493                 unsigned long *zholes_size)
3494 {
3495         pgdat->node_id = nid;
3496         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3497         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3498
3499         alloc_node_mem_map(pgdat);
3500
3501         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3502 }
3503
3504 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3505
3506 #if MAX_NUMNODES > 1
3507 /*
3508  * Figure out the number of possible node ids.
3509  */
3510 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3511 {
3512         unsigned int node;
3513         unsigned int highest = 0;
3514
3515         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3516                 highest = node;
3517         nr_node_ids = highest + 1;
3518 }
3519 #else
3520 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3521 {
3522 }
3523 #endif
3524
3525 /**
3526  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3527  * @nid: The node ID the range resides on
3528  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3529  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3530  *
3531  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3532  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3533  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3534  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3535  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3536  */
3537 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3538                                                 unsigned long end_pfn)
3539 {
3540         int i;
3541
3542         printk(KERN_DEBUG "Entering add_active_range(%d, %lu, %lu) "
3543                           "%d entries of %d used\n",
3544                           nid, start_pfn, end_pfn,
3545                           nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3546
3547         /* Merge with existing active regions if possible */
3548         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3549                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3550                         continue;
3551
3552                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3553                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3554                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3555                         return;
3556
3557                 /* Merge forward if suitable */
3558                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3559                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3560                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3561                         return;
3562                 }
3563
3564                 /* Merge backward if suitable */
3565                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3566                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3567                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3568                         return;
3569                 }
3570         }
3571
3572         /* Check that early_node_map is large enough */
3573         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3574                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3575                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3576                 return;
3577         }
3578
3579         early_node_map[i].nid = nid;
3580         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3581         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3582         nr_nodemap_entries = i + 1;
3583 }
3584
3585 /**
3586  * shrink_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3587  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3588  * @old_end_pfn: The old end PFN of the range
3589  * @new_end_pfn: The new PFN of the range
3590  *
3591  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3592  * The map is kept at the end physical page range that has already been
3593  * registered with add_active_range(). This function allows an arch to shrink
3594  * an existing registered range.
3595  */
3596 void __init shrink_active_range(unsigned int nid, unsigned long old_end_pfn,
3597                                                 unsigned long new_end_pfn)
3598 {
3599         int i;
3600
3601         /* Find the old active region end and shrink */
3602         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3603                 if (early_node_map[i].end_pfn == old_end_pfn) {
3604                         early_node_map[i].end_pfn = new_end_pfn;
3605                         break;
3606                 }
3607 }
3608
3609 /**
3610  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3611  *
3612  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3613  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3614  * all currently registered regions.
3615  */
3616 void __init remove_all_active_ranges(void)
3617 {
3618         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3619         nr_nodemap_entries = 0;
3620 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3621         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3622         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3623 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3624 }
3625
3626 /* Compare two active node_active_regions */
3627 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3628 {
3629         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3630         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3631
3632         /* Done this way to avoid overflows */
3633         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3634                 return 1;
3635         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3636                 return -1;
3637
3638         return 0;
3639 }
3640
3641 /* sort the node_map by start_pfn */
3642 static void __init sort_node_map(void)
3643 {
3644         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3645                         sizeof(struct node_active_region),
3646                         cmp_node_active_region, NULL);
3647 }
3648
3649 /* Find the lowest pfn for a node */
3650 unsigned long __init find_min_pfn_for_node(unsigned long nid)
3651 {
3652         int i;
3653         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3654
3655         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3656         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3657                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3658
3659         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3660                 printk(KERN_WARNING
3661                         "Could not find start_pfn for node %lu\n", nid);
3662                 return 0;
3663         }
3664
3665         return min_pfn;
3666 }
3667
3668 /**
3669  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3670  *
3671  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3672  * add_active_range().
3673  */
3674 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3675 {
3676         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3677 }
3678
3679 /**
3680  * find_max_pfn_with_active_regions - Find the maximum PFN registered
3681  *
3682  * It returns the maximum PFN based on information provided via
3683  * add_active_range().
3684  */
3685 unsigned long __init find_max_pfn_with_active_regions(void)
3686 {
3687         int i;
3688         unsigned long max_pfn = 0;
3689
3690         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3691                 max_pfn = max(max_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3692
3693         return max_pfn;
3694 }
3695
3696 /*
3697  * early_calculate_totalpages()
3698  * Sum pages in active regions for movable zone.
3699  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3700  */
3701 unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3702 {
3703         int i;
3704         unsigned long totalpages = 0;
3705
3706         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3707                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3708                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3709                 totalpages += pages;
3710                 if (pages)
3711                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3712         }
3713         return totalpages;
3714 }
3715
3716 /*
3717  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3718  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3719  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3720  * others
3721  */
3722 void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3723 {
3724         int i, nid;
3725         unsigned long usable_startpfn;
3726         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3727         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3728         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3729
3730         /*
3731          * If movablecore was specified, calculate what size of
3732          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3733          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3734          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3735          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3736          * what movablecore would have allowed.
3737          */
3738         if (required_movablecore) {
3739                 unsigned long corepages;
3740
3741                 /*
3742                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3743                  * was requested by the user
3744                  */
3745                 required_movablecore =
3746                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3747                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3748
3749                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3750         }
3751
3752         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3753         if (!required_kernelcore)
3754                 return;
3755
3756         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3757         find_usable_zone_for_movable();
3758         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3759
3760 restart:
3761         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3762         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3763         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3764                 /*
3765                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3766                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3767                  * amount of memory for the kernel
3768                  */
3769                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3770                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3771
3772                 /*
3773                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3774                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3775                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3776                  */
3777                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3778
3779                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3780                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3781                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3782                         unsigned long size_pages;
3783
3784                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3785                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3786                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3787                         if (start_pfn >= end_pfn)
3788                                 continue;
3789
3790                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3791                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3792                                 unsigned long kernel_pages;
3793                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3794                                                                 - start_pfn;
3795
3796                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3797                                                         kernelcore_remaining);
3798                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3799                                                         required_kernelcore);
3800
3801                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3802                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3803
3804                                         /*
3805                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3806                                          * that if we have to rebalance
3807                                          * kernelcore across nodes, we will
3808                                          * not double account here
3809                                          */
3810                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3811                                         continue;
3812                                 }
3813                                 start_pfn = usable_startpfn;
3814                         }
3815
3816                         /*
3817                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3818                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3819                          * number of pages used as kernelcore
3820                          */
3821                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3822                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3823                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3824                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3825
3826                         /*
3827                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3828                          * break if the kernelcore for this node has been
3829                          * satisified
3830                          */
3831                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3832                                                                 size_pages);
3833                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3834                         if (!kernelcore_remaining)
3835                                 break;
3836                 }
3837         }
3838
3839         /*
3840          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3841          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3842          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3843          * satisified
3844          */
3845         usable_nodes--;
3846         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
3847                 goto restart;
3848
3849         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
3850         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
3851                 zone_movable_pfn[nid] =
3852                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
3853 }
3854
3855 /* Any regular memory on that node ? */
3856 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
3857 {
3858 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
3859         enum zone_type zone_type;
3860
3861         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
3862                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
3863                 if (zone->present_pages)
3864                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
3865         }
3866 #endif
3867 }
3868
3869 /**
3870  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3871  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
3872  *
3873  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
3874  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
3875  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
3876  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
3877  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
3878  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is al