fea1e3b56c3d6626c5cf59bccd14f84ea37fbaf4
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/topology.h>
32 #include <linux/sysctl.h>
33 #include <linux/cpu.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/memory_hotplug.h>
36 #include <linux/nodemask.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/stop_machine.h>
40 #include <linux/sort.h>
41 #include <linux/pfn.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/fault-inject.h>
44
45 #include <asm/tlbflush.h>
46 #include <asm/div64.h>
47 #include "internal.h"
48
49 /*
50  * Array of node states.
51  */
52 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
53         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
54         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
55 #ifndef CONFIG_NUMA
56         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
57 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
58         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
59 #endif
60         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
61 #endif  /* NUMA */
62 };
63 EXPORT_SYMBOL(node_states);
64
65 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
66 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
67 long nr_swap_pages;
68 int percpu_pagelist_fraction;
69
70 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
71
72 /*
73  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
74  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
75  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
76  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
77  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
78  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
79  *
80  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
81  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
82  */
83 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
84 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
85          256,
86 #endif
87 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
88          256,
89 #endif
90 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
91          32,
92 #endif
93          32,
94 };
95
96 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
97
98 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
99 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
100          "DMA",
101 #endif
102 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
103          "DMA32",
104 #endif
105          "Normal",
106 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
107          "HighMem",
108 #endif
109          "Movable",
110 };
111
112 int min_free_kbytes = 1024;
113
114 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
115 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
116 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
117
118 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
119   /*
120    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maxmimum number of distinct
121    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
122    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
123    * so the number of times add_active_range() can be called is
124    * related to the number of nodes and the number of holes
125    */
126   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
127     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
128     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
129   #else
130     #if MAX_NUMNODES >= 32
131       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
132       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
133     #else
134       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
135       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
136     #endif
137   #endif
138
139   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
140   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
141   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
142   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
143 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
144   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
145   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
146 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
147   unsigned long __initdata required_kernelcore;
148   unsigned long __initdata required_movablecore;
149   unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
150
151   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
152   int movable_zone;
153   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
154 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
155
156 #if MAX_NUMNODES > 1
157 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
158 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
159 #endif
160
161 #ifdef CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY
162 static inline int get_pageblock_migratetype(struct page *page)
163 {
164         return get_pageblock_flags_group(page, PB_migrate, PB_migrate_end);
165 }
166
167 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
168 {
169         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
170                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
171 }
172
173 static inline int gfpflags_to_migratetype(gfp_t gfp_flags)
174 {
175         return ((gfp_flags & __GFP_MOVABLE) != 0);
176 }
177
178 #else
179 static inline int get_pageblock_migratetype(struct page *page)
180 {
181         return MIGRATE_UNMOVABLE;
182 }
183
184 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
185 {
186 }
187
188 static inline int gfpflags_to_migratetype(gfp_t gfp_flags)
189 {
190         return MIGRATE_UNMOVABLE;
191 }
192 #endif /* CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY */
193
194 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
195 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
196 {
197         int ret = 0;
198         unsigned seq;
199         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
200
201         do {
202                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
203                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
204                         ret = 1;
205                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
206                         ret = 1;
207         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
208
209         return ret;
210 }
211
212 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
213 {
214         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
215                 return 0;
216         if (zone != page_zone(page))
217                 return 0;
218
219         return 1;
220 }
221 /*
222  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
223  */
224 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
225 {
226         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
227                 return 1;
228         if (!page_is_consistent(zone, page))
229                 return 1;
230
231         return 0;
232 }
233 #else
234 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
235 {
236         return 0;
237 }
238 #endif
239
240 static void bad_page(struct page *page)
241 {
242         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
243                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
244                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
245                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
246                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
247                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
248                 page_mapcount(page), page_count(page));
249         dump_stack();
250         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
251                         1 << PG_private |
252                         1 << PG_locked  |
253                         1 << PG_active  |
254                         1 << PG_dirty   |
255                         1 << PG_reclaim |
256                         1 << PG_slab    |
257                         1 << PG_swapcache |
258                         1 << PG_writeback |
259                         1 << PG_buddy );
260         set_page_count(page, 0);
261         reset_page_mapcount(page);
262         page->mapping = NULL;
263         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
264 }
265
266 /*
267  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
268  *
269  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
270  *
271  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
272  *
273  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
274  * the head page (even the head page has this).
275  *
276  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
277  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
278  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
279  */
280
281 static void free_compound_page(struct page *page)
282 {
283         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
284 }
285
286 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
287 {
288         int i;
289         int nr_pages = 1 << order;
290
291         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
292         set_compound_order(page, order);
293         __SetPageHead(page);
294         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
295                 struct page *p = page + i;
296
297                 __SetPageTail(p);
298                 p->first_page = page;
299         }
300 }
301
302 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
303 {
304         int i;
305         int nr_pages = 1 << order;
306
307         if (unlikely(compound_order(page) != order))
308                 bad_page(page);
309
310         if (unlikely(!PageHead(page)))
311                         bad_page(page);
312         __ClearPageHead(page);
313         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
314                 struct page *p = page + i;
315
316                 if (unlikely(!PageTail(p) |
317                                 (p->first_page != page)))
318                         bad_page(page);
319                 __ClearPageTail(p);
320         }
321 }
322
323 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
324 {
325         int i;
326
327         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
328         /*
329          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
330          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
331          */
332         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
333         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
334                 clear_highpage(page + i);
335 }
336
337 /*
338  * function for dealing with page's order in buddy system.
339  * zone->lock is already acquired when we use these.
340  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
341  */
342 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
343 {
344         return page_private(page);
345 }
346
347 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
348 {
349         set_page_private(page, order);
350         __SetPageBuddy(page);
351 }
352
353 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
354 {
355         __ClearPageBuddy(page);
356         set_page_private(page, 0);
357 }
358
359 /*
360  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
361  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
362  *
363  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
364  * the following equation:
365  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
366  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
367  * 1 buddy is #10:
368  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
369  *
370  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
371  * satisfies the following equation:
372  *     P = B & ~(1 << O)
373  *
374  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
375  */
376 static inline struct page *
377 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
378 {
379         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
380
381         return page + (buddy_idx - page_idx);
382 }
383
384 static inline unsigned long
385 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
386 {
387         return (page_idx & ~(1 << order));
388 }
389
390 /*
391  * This function checks whether a page is free && is the buddy
392  * we can do coalesce a page and its buddy if
393  * (a) the buddy is not in a hole &&
394  * (b) the buddy is in the buddy system &&
395  * (c) a page and its buddy have the same order &&
396  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
397  *
398  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
399  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
400  *
401  * For recording page's order, we use page_private(page).
402  */
403 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
404                                                                 int order)
405 {
406         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
407                 return 0;
408
409         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
410                 return 0;
411
412         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
413                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
414                 return 1;
415         }
416         return 0;
417 }
418
419 /*
420  * Freeing function for a buddy system allocator.
421  *
422  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
423  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
424  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
425  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
426  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
427  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
428  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
429  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
430  * parts of the VM system.
431  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
432  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
433  * order is recorded in page_private(page) field.
434  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
435  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
436  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
437  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
438  * triggers coalescing into a block of larger size.            
439  *
440  * -- wli
441  */
442
443 static inline void __free_one_page(struct page *page,
444                 struct zone *zone, unsigned int order)
445 {
446         unsigned long page_idx;
447         int order_size = 1 << order;
448         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
449
450         if (unlikely(PageCompound(page)))
451                 destroy_compound_page(page, order);
452
453         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
454
455         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
456         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
457
458         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
459         while (order < MAX_ORDER-1) {
460                 unsigned long combined_idx;
461                 struct page *buddy;
462
463                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
464                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
465                         break;          /* Move the buddy up one level. */
466
467                 list_del(&buddy->lru);
468                 zone->free_area[order].nr_free--;
469                 rmv_page_order(buddy);
470                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
471                 page = page + (combined_idx - page_idx);
472                 page_idx = combined_idx;
473                 order++;
474         }
475         set_page_order(page, order);
476         list_add(&page->lru,
477                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
478         zone->free_area[order].nr_free++;
479 }
480
481 static inline int free_pages_check(struct page *page)
482 {
483         if (unlikely(page_mapcount(page) |
484                 (page->mapping != NULL)  |
485                 (page_count(page) != 0)  |
486                 (page->flags & (
487                         1 << PG_lru     |
488                         1 << PG_private |
489                         1 << PG_locked  |
490                         1 << PG_active  |
491                         1 << PG_slab    |
492                         1 << PG_swapcache |
493                         1 << PG_writeback |
494                         1 << PG_reserved |
495                         1 << PG_buddy ))))
496                 bad_page(page);
497         if (PageDirty(page))
498                 __ClearPageDirty(page);
499         /*
500          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
501          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
502          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
503          */
504         return PageReserved(page);
505 }
506
507 /*
508  * Frees a list of pages. 
509  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
510  * count is the number of pages to free.
511  *
512  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
513  * see if this freeing clears that state.
514  *
515  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
516  * pinned" detection logic.
517  */
518 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
519                                         struct list_head *list, int order)
520 {
521         spin_lock(&zone->lock);
522         zone->all_unreclaimable = 0;
523         zone->pages_scanned = 0;
524         while (count--) {
525                 struct page *page;
526
527                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
528                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
529                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
530                 list_del(&page->lru);
531                 __free_one_page(page, zone, order);
532         }
533         spin_unlock(&zone->lock);
534 }
535
536 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
537 {
538         spin_lock(&zone->lock);
539         zone->all_unreclaimable = 0;
540         zone->pages_scanned = 0;
541         __free_one_page(page, zone, order);
542         spin_unlock(&zone->lock);
543 }
544
545 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
546 {
547         unsigned long flags;
548         int i;
549         int reserved = 0;
550
551         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
552                 reserved += free_pages_check(page + i);
553         if (reserved)
554                 return;
555
556         if (!PageHighMem(page))
557                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
558         arch_free_page(page, order);
559         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
560
561         local_irq_save(flags);
562         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
563         free_one_page(page_zone(page), page, order);
564         local_irq_restore(flags);
565 }
566
567 /*
568  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
569  */
570 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
571 {
572         if (order == 0) {
573                 __ClearPageReserved(page);
574                 set_page_count(page, 0);
575                 set_page_refcounted(page);
576                 __free_page(page);
577         } else {
578                 int loop;
579
580                 prefetchw(page);
581                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
582                         struct page *p = &page[loop];
583
584                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
585                                 prefetchw(p + 1);
586                         __ClearPageReserved(p);
587                         set_page_count(p, 0);
588                 }
589
590                 set_page_refcounted(page);
591                 __free_pages(page, order);
592         }
593 }
594
595
596 /*
597  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
598  * Please do not alter this order without good reasons and regression
599  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
600  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
601  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
602  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
603  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
604  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
605  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
606  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
607  *
608  * -- wli
609  */
610 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
611         int low, int high, struct free_area *area,
612         int migratetype)
613 {
614         unsigned long size = 1 << high;
615
616         while (high > low) {
617                 area--;
618                 high--;
619                 size >>= 1;
620                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
621                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
622                 area->nr_free++;
623                 set_page_order(&page[size], high);
624         }
625 }
626
627 /*
628  * This page is about to be returned from the page allocator
629  */
630 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
631 {
632         if (unlikely(page_mapcount(page) |
633                 (page->mapping != NULL)  |
634                 (page_count(page) != 0)  |
635                 (page->flags & (
636                         1 << PG_lru     |
637                         1 << PG_private |
638                         1 << PG_locked  |
639                         1 << PG_active  |
640                         1 << PG_dirty   |
641                         1 << PG_slab    |
642                         1 << PG_swapcache |
643                         1 << PG_writeback |
644                         1 << PG_reserved |
645                         1 << PG_buddy ))))
646                 bad_page(page);
647
648         /*
649          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
650          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
651          */
652         if (PageReserved(page))
653                 return 1;
654
655         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_readahead |
656                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
657                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
658         set_page_private(page, 0);
659         set_page_refcounted(page);
660
661         arch_alloc_page(page, order);
662         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
663
664         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
665                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
666
667         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
668                 prep_compound_page(page, order);
669
670         return 0;
671 }
672
673 #ifdef CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY
674 /*
675  * This array describes the order lists are fallen back to when
676  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
677  */
678 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
679         [MIGRATE_UNMOVABLE] = { MIGRATE_MOVABLE   },
680         [MIGRATE_MOVABLE]   = { MIGRATE_UNMOVABLE },
681 };
682
683 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
684 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
685                                                 int start_migratetype)
686 {
687         struct free_area * area;
688         int current_order;
689         struct page *page;
690         int migratetype, i;
691
692         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
693         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
694                                                 --current_order) {
695                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
696                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
697
698                         area = &(zone->free_area[current_order]);
699                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
700                                 continue;
701
702                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
703                                         struct page, lru);
704                         area->nr_free--;
705
706                         /*
707                          * If breaking a large block of pages, place the buddies
708                          * on the preferred allocation list
709                          */
710                         if (unlikely(current_order >= MAX_ORDER / 2))
711                                 migratetype = start_migratetype;
712
713                         /* Remove the page from the freelists */
714                         list_del(&page->lru);
715                         rmv_page_order(page);
716                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
717                                                         -(1UL << order));
718
719                         if (current_order == MAX_ORDER - 1)
720                                 set_pageblock_migratetype(page,
721                                                         start_migratetype);
722
723                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
724                         return page;
725                 }
726         }
727
728         return NULL;
729 }
730 #else
731 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
732                                                 int start_migratetype)
733 {
734         return NULL;
735 }
736 #endif /* CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY */
737
738 /* 
739  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
740  * Call me with the zone->lock already held.
741  */
742 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
743                                                 int migratetype)
744 {
745         struct free_area * area;
746         unsigned int current_order;
747         struct page *page;
748
749         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
750         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
751                 area = &(zone->free_area[current_order]);
752                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
753                         continue;
754
755                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
756                                                         struct page, lru);
757                 list_del(&page->lru);
758                 rmv_page_order(page);
759                 area->nr_free--;
760                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
761                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
762                 goto got_page;
763         }
764
765         page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
766
767 got_page:
768
769         return page;
770 }
771
772 /* 
773  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
774  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
775  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
776  */
777 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
778                         unsigned long count, struct list_head *list,
779                         int migratetype)
780 {
781         int i;
782         
783         spin_lock(&zone->lock);
784         for (i = 0; i < count; ++i) {
785                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
786                 if (unlikely(page == NULL))
787                         break;
788                 list_add(&page->lru, list);
789                 set_page_private(page, migratetype);
790         }
791         spin_unlock(&zone->lock);
792         return i;
793 }
794
795 #ifdef CONFIG_NUMA
796 /*
797  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
798  * currently executing processor on remote nodes after they have
799  * expired.
800  *
801  * Note that this function must be called with the thread pinned to
802  * a single processor.
803  */
804 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
805 {
806         unsigned long flags;
807         int to_drain;
808
809         local_irq_save(flags);
810         if (pcp->count >= pcp->batch)
811                 to_drain = pcp->batch;
812         else
813                 to_drain = pcp->count;
814         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
815         pcp->count -= to_drain;
816         local_irq_restore(flags);
817 }
818 #endif
819
820 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
821 {
822         unsigned long flags;
823         struct zone *zone;
824         int i;
825
826         for_each_zone(zone) {
827                 struct per_cpu_pageset *pset;
828
829                 if (!populated_zone(zone))
830                         continue;
831
832                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
833                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
834                         struct per_cpu_pages *pcp;
835
836                         pcp = &pset->pcp[i];
837                         local_irq_save(flags);
838                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
839                         pcp->count = 0;
840                         local_irq_restore(flags);
841                 }
842         }
843 }
844
845 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
846
847 void mark_free_pages(struct zone *zone)
848 {
849         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
850         unsigned long flags;
851         int order, t;
852         struct list_head *curr;
853
854         if (!zone->spanned_pages)
855                 return;
856
857         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
858
859         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
860         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
861                 if (pfn_valid(pfn)) {
862                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
863
864                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
865                                 swsusp_unset_page_free(page);
866                 }
867
868         for_each_migratetype_order(order, t) {
869                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
870                         unsigned long i;
871
872                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
873                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
874                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
875                 }
876         }
877         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
878 }
879
880 /*
881  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
882  */
883 void drain_local_pages(void)
884 {
885         unsigned long flags;
886
887         local_irq_save(flags);  
888         __drain_pages(smp_processor_id());
889         local_irq_restore(flags);       
890 }
891 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
892
893 /*
894  * Free a 0-order page
895  */
896 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
897 {
898         struct zone *zone = page_zone(page);
899         struct per_cpu_pages *pcp;
900         unsigned long flags;
901
902         if (PageAnon(page))
903                 page->mapping = NULL;
904         if (free_pages_check(page))
905                 return;
906
907         if (!PageHighMem(page))
908                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
909         arch_free_page(page, 0);
910         kernel_map_pages(page, 1, 0);
911
912         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
913         local_irq_save(flags);
914         __count_vm_event(PGFREE);
915         list_add(&page->lru, &pcp->list);
916         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
917         pcp->count++;
918         if (pcp->count >= pcp->high) {
919                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
920                 pcp->count -= pcp->batch;
921         }
922         local_irq_restore(flags);
923         put_cpu();
924 }
925
926 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
927 {
928         free_hot_cold_page(page, 0);
929 }
930         
931 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
932 {
933         free_hot_cold_page(page, 1);
934 }
935
936 /*
937  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
938  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
939  * Each sub-page must be freed individually.
940  *
941  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
942  * Please consult with lkml before using this in your driver.
943  */
944 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
945 {
946         int i;
947
948         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
949         VM_BUG_ON(!page_count(page));
950         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
951                 set_page_refcounted(page + i);
952 }
953
954 /*
955  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
956  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
957  * or two.
958  */
959 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
960                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
961 {
962         unsigned long flags;
963         struct page *page;
964         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
965         int cpu;
966         int migratetype = gfpflags_to_migratetype(gfp_flags);
967
968 again:
969         cpu  = get_cpu();
970         if (likely(order == 0)) {
971                 struct per_cpu_pages *pcp;
972
973                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
974                 local_irq_save(flags);
975                 if (!pcp->count) {
976                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
977                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
978                         if (unlikely(!pcp->count))
979                                 goto failed;
980                 }
981
982 #ifdef CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY
983                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
984                 list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
985                         if (page_private(page) == migratetype)
986                                 break;
987
988                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
989                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
990                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
991                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
992                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
993                 }
994 #else
995                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
996 #endif /* CONFIG_PAGE_GROUP_BY_MOBILITY */
997
998                 list_del(&page->lru);
999                 pcp->count--;
1000         } else {
1001                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1002                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1003                 spin_unlock(&zone->lock);
1004                 if (!page)
1005                         goto failed;
1006         }
1007
1008         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1009         zone_statistics(zonelist, zone);
1010         local_irq_restore(flags);
1011         put_cpu();
1012
1013         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1014         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1015                 goto again;
1016         return page;
1017
1018 failed:
1019         local_irq_restore(flags);
1020         put_cpu();
1021         return NULL;
1022 }
1023
1024 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1025 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1026 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1027 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1028 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1029 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1030 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1031
1032 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1033
1034 static struct fail_page_alloc_attr {
1035         struct fault_attr attr;
1036
1037         u32 ignore_gfp_highmem;
1038         u32 ignore_gfp_wait;
1039         u32 min_order;
1040
1041 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1042
1043         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1044         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1045         struct dentry *min_order_file;
1046
1047 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1048
1049 } fail_page_alloc = {
1050         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1051         .ignore_gfp_wait = 1,
1052         .ignore_gfp_highmem = 1,
1053         .min_order = 1,
1054 };
1055
1056 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1057 {
1058         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1059 }
1060 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1061
1062 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1063 {
1064         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1065                 return 0;
1066         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1067                 return 0;
1068         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1069                 return 0;
1070         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1071                 return 0;
1072
1073         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1074 }
1075
1076 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1077
1078 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1079 {
1080         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1081         struct dentry *dir;
1082         int err;
1083
1084         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1085                                        "fail_page_alloc");
1086         if (err)
1087                 return err;
1088         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1089
1090         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1091                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1092                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1093
1094         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1095                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1096                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1097         fail_page_alloc.min_order_file =
1098                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1099                                    &fail_page_alloc.min_order);
1100
1101         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1102             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1103             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1104                 err = -ENOMEM;
1105                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1106                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1107                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1108                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1109         }
1110
1111         return err;
1112 }
1113
1114 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1115
1116 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1117
1118 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1119
1120 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1121 {
1122         return 0;
1123 }
1124
1125 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1126
1127 /*
1128  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1129  * of the allocation.
1130  */
1131 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1132                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1133 {
1134         /* free_pages my go negative - that's OK */
1135         long min = mark;
1136         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1137         int o;
1138
1139         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1140                 min -= min / 2;
1141         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1142                 min -= min / 4;
1143
1144         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1145                 return 0;
1146         for (o = 0; o < order; o++) {
1147                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1148                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1149
1150                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1151                 min >>= 1;
1152
1153                 if (free_pages <= min)
1154                         return 0;
1155         }
1156         return 1;
1157 }
1158
1159 #ifdef CONFIG_NUMA
1160 /*
1161  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1162  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1163  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1164  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1165  * that have to skip over alot of full or unallowed zones.
1166  *
1167  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1168  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1169  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1170  *
1171  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1172  * nothing and returns NULL.
1173  *
1174  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1175  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1176  *
1177  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1178  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1179  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1180  * quickly as we can.
1181  */
1182 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1183 {
1184         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1185         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1186
1187         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1188         if (!zlc)
1189                 return NULL;
1190
1191         if (jiffies - zlc->last_full_zap > 1 * HZ) {
1192                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1193                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1194         }
1195
1196         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1197                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1198                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1199         return allowednodes;
1200 }
1201
1202 /*
1203  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1204  * if it is worth looking at further for free memory:
1205  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1206  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1207  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1208  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1209  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1210  * else return false (zero) if it is not.
1211  *
1212  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1213  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1214  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1215  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1216  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1217  * into the second scan of the zonelist.
1218  *
1219  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1220  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1221  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1222  * unturned looking for a free page.
1223  */
1224 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1225                                                 nodemask_t *allowednodes)
1226 {
1227         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1228         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1229         int n;                          /* node that zone *z is on */
1230
1231         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1232         if (!zlc)
1233                 return 1;
1234
1235         i = z - zonelist->zones;
1236         n = zlc->z_to_n[i];
1237
1238         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1239         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1240 }
1241
1242 /*
1243  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1244  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1245  * from that zone don't waste time re-examining it.
1246  */
1247 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1248 {
1249         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1250         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1251
1252         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1253         if (!zlc)
1254                 return;
1255
1256         i = z - zonelist->zones;
1257
1258         set_bit(i, zlc->fullzones);
1259 }
1260
1261 #else   /* CONFIG_NUMA */
1262
1263 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1264 {
1265         return NULL;
1266 }
1267
1268 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1269                                 nodemask_t *allowednodes)
1270 {
1271         return 1;
1272 }
1273
1274 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1275 {
1276 }
1277 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1278
1279 /*
1280  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1281  * a page.
1282  */
1283 static struct page *
1284 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1285                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1286 {
1287         struct zone **z;
1288         struct page *page = NULL;
1289         int classzone_idx = zone_idx(zonelist->zones[0]);
1290         struct zone *zone;
1291         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1292         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1293         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1294         enum zone_type highest_zoneidx = -1; /* Gets set for policy zonelists */
1295
1296 zonelist_scan:
1297         /*
1298          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1299          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1300          */
1301         z = zonelist->zones;
1302
1303         do {
1304                 /*
1305                  * In NUMA, this could be a policy zonelist which contains
1306                  * zones that may not be allowed by the current gfp_mask.
1307                  * Check the zone is allowed by the current flags
1308                  */
1309                 if (unlikely(alloc_should_filter_zonelist(zonelist))) {
1310                         if (highest_zoneidx == -1)
1311                                 highest_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1312                         if (zone_idx(*z) > highest_zoneidx)
1313                                 continue;
1314                 }
1315
1316                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1317                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1318                                 continue;
1319                 zone = *z;
1320                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1321                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1322                                 goto try_next_zone;
1323
1324                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1325                         unsigned long mark;
1326                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1327                                 mark = zone->pages_min;
1328                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1329                                 mark = zone->pages_low;
1330                         else
1331                                 mark = zone->pages_high;
1332                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1333                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1334                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1335                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1336                                         goto this_zone_full;
1337                         }
1338                 }
1339
1340                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
1341                 if (page)
1342                         break;
1343 this_zone_full:
1344                 if (NUMA_BUILD)
1345                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1346 try_next_zone:
1347                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1348                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1349                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1350                         zlc_active = 1;
1351                         did_zlc_setup = 1;
1352                 }
1353         } while (*(++z) != NULL);
1354
1355         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1356                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1357                 zlc_active = 0;
1358                 goto zonelist_scan;
1359         }
1360         return page;
1361 }
1362
1363 /*
1364  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1365  */
1366 struct page * fastcall
1367 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1368                 struct zonelist *zonelist)
1369 {
1370         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1371         struct zone **z;
1372         struct page *page;
1373         struct reclaim_state reclaim_state;
1374         struct task_struct *p = current;
1375         int do_retry;
1376         int alloc_flags;
1377         int did_some_progress;
1378
1379         might_sleep_if(wait);
1380
1381         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1382                 return NULL;
1383
1384 restart:
1385         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1386
1387         if (unlikely(*z == NULL)) {
1388                 /*
1389                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1390                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1391                  */
1392                 return NULL;
1393         }
1394
1395         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1396                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1397         if (page)
1398                 goto got_pg;
1399
1400         /*
1401          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1402          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1403          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1404          * using a larger set of nodes after it has established that the
1405          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1406          * over allocated.
1407          */
1408         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1409                 goto nopage;
1410
1411         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1412                 wakeup_kswapd(*z, order);
1413
1414         /*
1415          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1416          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1417          * to how we want to proceed.
1418          *
1419          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1420          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1421          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1422          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1423          */
1424         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1425         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1426                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1427         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1428                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1429         if (wait)
1430                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1431
1432         /*
1433          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1434          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1435          *
1436          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1437          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1438          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1439          */
1440         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1441         if (page)
1442                 goto got_pg;
1443
1444         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1445
1446 rebalance:
1447         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1448                         && !in_interrupt()) {
1449                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1450 nofail_alloc:
1451                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1452                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1453                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1454                         if (page)
1455                                 goto got_pg;
1456                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1457                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1458                                 goto nofail_alloc;
1459                         }
1460                 }
1461                 goto nopage;
1462         }
1463
1464         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1465         if (!wait)
1466                 goto nopage;
1467
1468         cond_resched();
1469
1470         /* We now go into synchronous reclaim */
1471         cpuset_memory_pressure_bump();
1472         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1473         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1474         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1475
1476         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, order, gfp_mask);
1477
1478         p->reclaim_state = NULL;
1479         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1480
1481         cond_resched();
1482
1483         if (likely(did_some_progress)) {
1484                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1485                                                 zonelist, alloc_flags);
1486                 if (page)
1487                         goto got_pg;
1488         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1489                 /*
1490                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1491                  * very high watermark here, this is only to catch
1492                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1493                  * under heavy pressure.
1494                  */
1495                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1496                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1497                 if (page)
1498                         goto got_pg;
1499
1500                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1501                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1502                         goto nopage;
1503
1504                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1505                 goto restart;
1506         }
1507
1508         /*
1509          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1510          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1511          *
1512          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1513          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1514          */
1515         do_retry = 0;
1516         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1517                 if ((order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) ||
1518                                                 (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1519                         do_retry = 1;
1520                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1521                         do_retry = 1;
1522         }
1523         if (do_retry) {
1524                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1525                 goto rebalance;
1526         }
1527
1528 nopage:
1529         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1530                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1531                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1532                         p->comm, order, gfp_mask);
1533                 dump_stack();
1534                 show_mem();
1535         }
1536 got_pg:
1537         return page;
1538 }
1539
1540 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1541
1542 /*
1543  * Common helper functions.
1544  */
1545 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1546 {
1547         struct page * page;
1548         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1549         if (!page)
1550                 return 0;
1551         return (unsigned long) page_address(page);
1552 }
1553
1554 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1555
1556 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1557 {
1558         struct page * page;
1559
1560         /*
1561          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1562          * a highmem page
1563          */
1564         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1565
1566         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1567         if (page)
1568                 return (unsigned long) page_address(page);
1569         return 0;
1570 }
1571
1572 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1573
1574 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1575 {
1576         int i = pagevec_count(pvec);
1577
1578         while (--i >= 0)
1579                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1580 }
1581
1582 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1583 {
1584         if (put_page_testzero(page)) {
1585                 if (order == 0)
1586                         free_hot_page(page);
1587                 else
1588                         __free_pages_ok(page, order);
1589         }
1590 }
1591
1592 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1593
1594 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1595 {
1596         if (addr != 0) {
1597                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1598                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1599         }
1600 }
1601
1602 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1603
1604 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1605 {
1606         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1607         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1608         unsigned int sum = 0;
1609
1610         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1611         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1612         struct zone *zone;
1613
1614         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1615                 unsigned long size = zone->present_pages;
1616                 unsigned long high = zone->pages_high;
1617                 if (size > high)
1618                         sum += size - high;
1619         }
1620
1621         return sum;
1622 }
1623
1624 /*
1625  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1626  */
1627 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1628 {
1629         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1630 }
1631 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1632
1633 /*
1634  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1635  */
1636 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1637 {
1638         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1639 }
1640
1641 static inline void show_node(struct zone *zone)
1642 {
1643         if (NUMA_BUILD)
1644                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1645 }
1646
1647 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1648 {
1649         val->totalram = totalram_pages;
1650         val->sharedram = 0;
1651         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1652         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1653         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1654         val->freehigh = nr_free_highpages();
1655         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1656 }
1657
1658 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1659
1660 #ifdef CONFIG_NUMA
1661 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1662 {
1663         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1664
1665         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1666         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1667 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1668         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1669         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1670                         NR_FREE_PAGES);
1671 #else
1672         val->totalhigh = 0;
1673         val->freehigh = 0;
1674 #endif
1675         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1676 }
1677 #endif
1678
1679 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1680
1681 /*
1682  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1683  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1684  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1685  */
1686 void show_free_areas(void)
1687 {
1688         int cpu;
1689         struct zone *zone;
1690
1691         for_each_zone(zone) {
1692                 if (!populated_zone(zone))
1693                         continue;
1694
1695                 show_node(zone);
1696                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1697
1698                 for_each_online_cpu(cpu) {
1699                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1700
1701                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1702
1703                         printk("CPU %4d: Hot: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d   "
1704                                "Cold: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1705                                cpu, pageset->pcp[0].high,
1706                                pageset->pcp[0].batch, pageset->pcp[0].count,
1707                                pageset->pcp[1].high, pageset->pcp[1].batch,
1708                                pageset->pcp[1].count);
1709                 }
1710         }
1711
1712         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1713                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1714                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1715                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1716                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1717                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1718                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1719                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1720                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1721                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1722                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1723                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1724                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1725
1726         for_each_zone(zone) {
1727                 int i;
1728
1729                 if (!populated_zone(zone))
1730                         continue;
1731
1732                 show_node(zone);
1733                 printk("%s"
1734                         " free:%lukB"
1735                         " min:%lukB"
1736                         " low:%lukB"
1737                         " high:%lukB"
1738                         " active:%lukB"
1739                         " inactive:%lukB"
1740                         " present:%lukB"
1741                         " pages_scanned:%lu"
1742                         " all_unreclaimable? %s"
1743                         "\n",
1744                         zone->name,
1745                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1746                         K(zone->pages_min),
1747                         K(zone->pages_low),
1748                         K(zone->pages_high),
1749                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1750                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1751                         K(zone->present_pages),
1752                         zone->pages_scanned,
1753                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1754                         );
1755                 printk("lowmem_reserve[]:");
1756                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1757                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1758                 printk("\n");
1759         }
1760
1761         for_each_zone(zone) {
1762                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1763
1764                 if (!populated_zone(zone))
1765                         continue;
1766
1767                 show_node(zone);
1768                 printk("%s: ", zone->name);
1769
1770                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1771                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1772                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1773                         total += nr[order] << order;
1774                 }
1775                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1776                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1777                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1778                 printk("= %lukB\n", K(total));
1779         }
1780
1781         show_swap_cache_info();
1782 }
1783
1784 /*
1785  * Builds allocation fallback zone lists.
1786  *
1787  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1788  */
1789 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1790                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1791 {
1792         struct zone *zone;
1793
1794         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1795         zone_type++;
1796
1797         do {
1798                 zone_type--;
1799                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1800                 if (populated_zone(zone)) {
1801                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1802                         check_highest_zone(zone_type);
1803                 }
1804
1805         } while (zone_type);
1806         return nr_zones;
1807 }
1808
1809
1810 /*
1811  *  zonelist_order:
1812  *  0 = automatic detection of better ordering.
1813  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1814  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1815  *
1816  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1817  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1818  */
1819 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
1820 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
1821 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
1822
1823 /* zonelist order in the kernel.
1824  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
1825  */
1826 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1827 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
1828
1829
1830 #ifdef CONFIG_NUMA
1831 /* The value user specified ....changed by config */
1832 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1833 /* string for sysctl */
1834 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
1835 char numa_zonelist_order[16] = "default";
1836
1837 /*
1838  * interface for configure zonelist ordering.
1839  * command line option "numa_zonelist_order"
1840  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
1841  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
1842  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
1843  */
1844
1845 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
1846 {
1847         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
1848                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1849         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
1850                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
1851         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
1852                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
1853         } else {
1854                 printk(KERN_WARNING
1855                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
1856                         "%s\n", s);
1857                 return -EINVAL;
1858         }
1859         return 0;
1860 }
1861
1862 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
1863 {
1864         if (s)
1865                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
1866         return 0;
1867 }
1868 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
1869
1870 /*
1871  * sysctl handler for numa_zonelist_order
1872  */
1873 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
1874                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
1875                 loff_t *ppos)
1876 {
1877         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
1878         int ret;
1879
1880         if (write)
1881                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
1882                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
1883         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
1884         if (ret)
1885                 return ret;
1886         if (write) {
1887                 int oldval = user_zonelist_order;
1888                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
1889                         /*
1890                          * bogus value.  restore saved string
1891                          */
1892                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
1893                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
1894                         user_zonelist_order = oldval;
1895                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
1896                         build_all_zonelists();
1897         }
1898         return 0;
1899 }
1900
1901
1902 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1903 static int node_load[MAX_NUMNODES];
1904
1905 /**
1906  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1907  * @node: node whose fallback list we're appending
1908  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1909  *
1910  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1911  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1912  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1913  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1914  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1915  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1916  * on them otherwise.
1917  * It returns -1 if no node is found.
1918  */
1919 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1920 {
1921         int n, val;
1922         int min_val = INT_MAX;
1923         int best_node = -1;
1924
1925         /* Use the local node if we haven't already */
1926         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1927                 node_set(node, *used_node_mask);
1928                 return node;
1929         }
1930
1931         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
1932                 cpumask_t tmp;
1933
1934                 /* Don't want a node to appear more than once */
1935                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1936                         continue;
1937
1938                 /* Use the distance array to find the distance */
1939                 val = node_distance(node, n);
1940
1941                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1942                 val += (n < node);
1943
1944                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1945                 tmp = node_to_cpumask(n);
1946                 if (!cpus_empty(tmp))
1947                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1948
1949                 /* Slight preference for less loaded node */
1950                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1951                 val += node_load[n];
1952
1953                 if (val < min_val) {
1954                         min_val = val;
1955                         best_node = n;
1956                 }
1957         }
1958
1959         if (best_node >= 0)
1960                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1961
1962         return best_node;
1963 }
1964
1965
1966 /*
1967  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
1968  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
1969  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
1970  */
1971 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
1972 {
1973         enum zone_type i;
1974         int j;
1975         struct zonelist *zonelist;
1976
1977         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1978                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1979                 for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++)
1980                         ;
1981                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1982                 zonelist->zones[j] = NULL;
1983         }
1984 }
1985
1986 /*
1987  * Build gfp_thisnode zonelists
1988  */
1989 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1990 {
1991         enum zone_type i;
1992         int j;
1993         struct zonelist *zonelist;
1994
1995         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1996                 zonelist = pgdat->node_zonelists + MAX_NR_ZONES + i;
1997                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
1998                 zonelist->zones[j] = NULL;
1999         }
2000 }
2001
2002 /*
2003  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2004  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2005  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2006  * may still exist in local DMA zone.
2007  */
2008 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2009
2010 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2011 {
2012         enum zone_type i;
2013         int pos, j, node;
2014         int zone_type;          /* needs to be signed */
2015         struct zone *z;
2016         struct zonelist *zonelist;
2017
2018         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2019                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2020                 pos = 0;
2021                 for (zone_type = i; zone_type >= 0; zone_type--) {
2022                         for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2023                                 node = node_order[j];
2024                                 z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2025                                 if (populated_zone(z)) {
2026                                         zonelist->zones[pos++] = z;
2027                                         check_highest_zone(zone_type);
2028                                 }
2029                         }
2030                 }
2031                 zonelist->zones[pos] = NULL;
2032         }
2033 }
2034
2035 static int default_zonelist_order(void)
2036 {
2037         int nid, zone_type;
2038         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2039         struct zone *z;
2040         int average_size;
2041         /*
2042          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2043          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2044          * into OOM very easily.
2045          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2046          */
2047         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2048         low_kmem_size = 0;
2049         total_size = 0;
2050         for_each_online_node(nid) {
2051                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2052                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2053                         if (populated_zone(z)) {
2054                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2055                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2056                                 total_size += z->present_pages;
2057                         }
2058                 }
2059         }
2060         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2061             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2062                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2063         /*
2064          * look into each node's config.
2065          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2066          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2067          */
2068         average_size = total_size /
2069                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2070         for_each_online_node(nid) {
2071                 low_kmem_size = 0;
2072                 total_size = 0;
2073                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2074                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2075                         if (populated_zone(z)) {
2076                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2077                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2078                                 total_size += z->present_pages;
2079                         }
2080                 }
2081                 if (low_kmem_size &&
2082                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2083                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2084                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2085         }
2086         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2087 }
2088
2089 static void set_zonelist_order(void)
2090 {
2091         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2092                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2093         else
2094                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2095 }
2096
2097 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2098 {
2099         int j, node, load;
2100         enum zone_type i;
2101         nodemask_t used_mask;
2102         int local_node, prev_node;
2103         struct zonelist *zonelist;
2104         int order = current_zonelist_order;
2105
2106         /* initialize zonelists */
2107         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2108                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2109                 zonelist->zones[0] = NULL;
2110         }
2111
2112         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2113         local_node = pgdat->node_id;
2114         load = num_online_nodes();
2115         prev_node = local_node;
2116         nodes_clear(used_mask);
2117
2118         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2119         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2120         j = 0;
2121
2122         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2123                 int distance = node_distance(local_node, node);
2124
2125                 /*
2126                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2127                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2128                  */
2129                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2130                         zone_reclaim_mode = 1;
2131
2132                 /*
2133                  * We don't want to pressure a particular node.
2134                  * So adding penalty to the first node in same
2135                  * distance group to make it round-robin.
2136                  */
2137                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2138                         node_load[node] = load;
2139
2140                 prev_node = node;
2141                 load--;
2142                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2143                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2144                 else
2145                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2146         }
2147
2148         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2149                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2150                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2151         }
2152
2153         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2154 }
2155
2156 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2157 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2158 {
2159         int i;
2160
2161         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2162                 struct zonelist *zonelist;
2163                 struct zonelist_cache *zlc;
2164                 struct zone **z;
2165
2166                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2167                 zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2168                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2169                 for (z = zonelist->zones; *z; z++)
2170                         zlc->z_to_n[z - zonelist->zones] = zone_to_nid(*z);
2171         }
2172 }
2173
2174
2175 #else   /* CONFIG_NUMA */
2176
2177 static void set_zonelist_order(void)
2178 {
2179         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2180 }
2181
2182 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2183 {
2184         int node, local_node;
2185         enum zone_type i,j;
2186
2187         local_node = pgdat->node_id;
2188         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2189                 struct zonelist *zonelist;
2190
2191                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2192
2193                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
2194                 /*
2195                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2196                  * of all the other nodes.
2197                  * We don't want to pressure a particular node, so when
2198                  * building the zones for node N, we make sure that the
2199                  * zones coming right after the local ones are those from
2200                  * node N+1 (modulo N)
2201                  */
2202                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2203                         if (!node_online(node))
2204                                 continue;
2205                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2206                 }
2207                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
2208                         if (!node_online(node))
2209                                 continue;
2210                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2211                 }
2212
2213                 zonelist->zones[j] = NULL;
2214         }
2215 }
2216
2217 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2218 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2219 {
2220         int i;
2221
2222         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2223                 pgdat->node_zonelists[i].zlcache_ptr = NULL;
2224 }
2225
2226 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2227
2228 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
2229 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2230 {
2231         int nid;
2232
2233         for_each_online_node(nid) {
2234                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2235
2236                 build_zonelists(pgdat);
2237                 build_zonelist_cache(pgdat);
2238         }
2239         return 0;
2240 }
2241
2242 void build_all_zonelists(void)
2243 {
2244         set_zonelist_order();
2245
2246         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2247                 __build_all_zonelists(NULL);
2248                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2249         } else {
2250                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
2251                    of zonelist */
2252                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
2253                 /* cpuset refresh routine should be here */
2254         }
2255         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2256         printk("Built %i zonelists in %s order.  Total pages: %ld\n",
2257                         num_online_nodes(),
2258                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2259                         vm_total_pages);
2260 #ifdef CONFIG_NUMA
2261         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2262 #endif
2263 }
2264
2265 /*
2266  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2267  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2268  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2269  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2270  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2271  * conservative, even though it seems large.
2272  *
2273  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2274  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2275  */
2276 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2277
2278 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2279 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2280 {
2281         unsigned long size = 1;
2282
2283         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2284
2285         while (size < pages)
2286                 size <<= 1;
2287
2288         /*
2289          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2290          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2291          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2292          */
2293         size = min(size, 4096UL);
2294
2295         return max(size, 4UL);
2296 }
2297 #else
2298 /*
2299  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2300  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2301  *
2302  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2303  *
2304  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2305  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2306  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2307  *
2308  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2309  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2310  *
2311  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2312  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2313  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2314  */
2315 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2316 {
2317         return 4096UL;
2318 }
2319 #endif
2320
2321 /*
2322  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2323  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2324  * hash function before the remainder is taken.
2325  */
2326 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2327 {
2328         return ffz(~size);
2329 }
2330
2331 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2332
2333 /*
2334  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2335  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2336  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2337  */
2338 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2339                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2340 {
2341         struct page *page;
2342         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2343         unsigned long pfn;
2344
2345         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2346                 /*
2347                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2348                  * handed to this function.  They do not
2349                  * exist on hotplugged memory.
2350                  */
2351                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2352                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2353                                 continue;
2354                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2355                                 continue;
2356                 }
2357                 page = pfn_to_page(pfn);
2358                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2359                 init_page_count(page);
2360                 reset_page_mapcount(page);
2361                 SetPageReserved(page);
2362
2363                 /*
2364                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2365                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2366                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2367                  * the address space during boot when many long-lived
2368                  * kernel allocations are made
2369                  */
2370                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2371
2372                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2373 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2374                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2375                 if (!is_highmem_idx(zone))
2376                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2377 #endif
2378         }
2379 }
2380
2381 static void __meminit zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat,
2382                                 struct zone *zone, unsigned long size)
2383 {
2384         int order, t;
2385         for_each_migratetype_order(order, t) {
2386                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2387                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2388         }
2389 }
2390
2391 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2392 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2393         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2394 #endif
2395
2396 static int __devinit zone_batchsize(struct zone *zone)
2397 {
2398         int batch;
2399
2400         /*
2401          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2402          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2403          *
2404          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2405          */
2406         batch = zone->present_pages / 1024;
2407         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2408                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2409         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2410         if (batch < 1)
2411                 batch = 1;
2412
2413         /*
2414          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2415          * of 2 value was found to be more likely to have
2416          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2417          *
2418          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2419          * batches of pages, one task can end up with a lot
2420          * of pages of one half of the possible page colors
2421          * and the other with pages of the other colors.
2422          */
2423         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2424
2425         return batch;
2426 }
2427
2428 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2429 {
2430         struct per_cpu_pages *pcp;
2431
2432         memset(p, 0, sizeof(*p));
2433
2434         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
2435         pcp->count = 0;
2436         pcp->high = 6 * batch;
2437         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2438         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2439
2440         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
2441         pcp->count = 0;
2442         pcp->high = 2 * batch;
2443         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
2444         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2445 }
2446
2447 /*
2448  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2449  * to the value high for the pageset p.
2450  */
2451
2452 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2453                                 unsigned long high)
2454 {
2455         struct per_cpu_pages *pcp;
2456
2457         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
2458         pcp->high = high;
2459         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2460         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2461                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2462 }
2463
2464
2465 #ifdef CONFIG_NUMA
2466 /*
2467  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2468  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2469  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2470  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2471  * with interrupts disabled.
2472  *
2473  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2474  *
2475  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2476  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2477  * hotplugged processors.
2478  *
2479  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2480  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2481  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2482  */
2483 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2484
2485 /*
2486  * Dynamically allocate memory for the
2487  * per cpu pageset array in struct zone.
2488  */
2489 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2490 {
2491         struct zone *zone, *dzone;
2492         int node = cpu_to_node(cpu);
2493
2494         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2495
2496         for_each_zone(zone) {
2497
2498                 if (!populated_zone(zone))
2499                         continue;
2500
2501                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2502                                          GFP_KERNEL, node);
2503                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2504                         goto bad;
2505
2506                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2507
2508                 if (percpu_pagelist_fraction)
2509                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2510                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2511         }
2512
2513         return 0;
2514 bad:
2515         for_each_zone(dzone) {
2516                 if (!populated_zone(dzone))
2517                         continue;
2518                 if (dzone == zone)
2519                         break;
2520                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2521                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2522         }
2523         return -ENOMEM;
2524 }
2525
2526 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2527 {
2528         struct zone *zone;
2529
2530         for_each_zone(zone) {
2531                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2532
2533                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2534                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2535                         kfree(pset);
2536                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2537         }
2538 }
2539
2540 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2541                 unsigned long action,
2542                 void *hcpu)
2543 {
2544         int cpu = (long)hcpu;
2545         int ret = NOTIFY_OK;
2546
2547         switch (action) {
2548         case CPU_UP_PREPARE:
2549         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2550                 if (process_zones(cpu))
2551                         ret = NOTIFY_BAD;
2552                 break;
2553         case CPU_UP_CANCELED:
2554         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2555         case CPU_DEAD:
2556         case CPU_DEAD_FROZEN:
2557                 free_zone_pagesets(cpu);
2558                 break;
2559         default:
2560                 break;
2561         }
2562         return ret;
2563 }
2564
2565 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2566         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2567
2568 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2569 {
2570         int err;
2571
2572         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2573          * A cpuup callback will do this for every cpu
2574          * as it comes online
2575          */
2576         err = process_zones(smp_processor_id());
2577         BUG_ON(err);
2578         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2579 }
2580
2581 #endif
2582
2583 static noinline __init_refok
2584 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2585 {
2586         int i;
2587         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2588         size_t alloc_size;
2589
2590         /*
2591          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2592          * per zone.
2593          */
2594         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2595                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2596         zone->wait_table_bits =
2597                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2598         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2599                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2600
2601         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2602                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2603                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2604         } else {
2605                 /*
2606                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2607                  * via memory hot-add.
2608                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2609                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2610                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2611                  * node itself as well.
2612                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2613                  * necessary.
2614                  */
2615                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2616         }
2617         if (!zone->wait_table)
2618                 return -ENOMEM;
2619
2620         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2621                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2622
2623         return 0;
2624 }
2625
2626 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2627 {
2628         int cpu;
2629         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2630
2631         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2632 #ifdef CONFIG_NUMA
2633                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2634                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2635                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2636 #else
2637                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2638 #endif
2639         }
2640         if (zone->present_pages)
2641                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2642                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2643 }
2644
2645 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2646                                         unsigned long zone_start_pfn,
2647                                         unsigned long size,
2648                                         enum memmap_context context)
2649 {
2650         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2651         int ret;
2652         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2653         if (ret)
2654                 return ret;
2655         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2656
2657         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2658
2659         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2660
2661         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2662
2663         return 0;
2664 }
2665
2666 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2667 /*
2668  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2669  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2670  */
2671 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2672 {
2673         int i;
2674
2675         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2676                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2677                         return i;
2678
2679         return -1;
2680 }
2681
2682 /*
2683  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2684  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardles of node
2685  */
2686 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2687 {
2688         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2689                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2690                         return index;
2691
2692         return -1;
2693 }
2694
2695 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2696 /*
2697  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2698  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2699  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2700  * alternative
2701  */
2702 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2703 {
2704         int i;
2705
2706         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2707                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2708                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2709
2710                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2711                         return early_node_map[i].nid;
2712         }
2713
2714         return 0;
2715 }
2716 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2717
2718 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2719 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2720         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2721                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2722
2723 /**
2724  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2725  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2726  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2727  *
2728  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2729  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2730  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2731  */
2732 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2733                                                 unsigned long max_low_pfn)
2734 {
2735         int i;
2736
2737         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2738                 unsigned long size_pages = 0;
2739                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2740
2741                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2742                         continue;
2743
2744                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2745                         end_pfn = max_low_pfn;
2746
2747                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2748                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2749                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2750                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2751         }
2752 }
2753
2754 /**
2755  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2756  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2757  *
2758  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2759  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2760  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2761  */
2762 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2763 {
2764         int i;
2765
2766         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2767                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2768                                 early_node_map[i].start_pfn,
2769                                 early_node_map[i].end_pfn);
2770 }
2771
2772 /**
2773  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2774  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2775  * @start_pfn: The start pfn of the node
2776  * @end_pfn: The end pfn of the node
2777  *
2778  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2779  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2780  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2781  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2782  * be used later.
2783  */
2784 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2785 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2786                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2787 {
2788         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2789                         nid, start_pfn, end_pfn);
2790
2791         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2792         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2793                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2794
2795         /* Update the boundaries */
2796         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2797                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2798         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2799                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2800 }
2801
2802 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
2803 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
2804                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2805 {
2806         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
2807                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
2808
2809         /* Return if boundary information has not been provided */
2810         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2811                 return;
2812
2813         /* Check the boundaries and update if necessary */
2814         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
2815                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
2816         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
2817                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
2818 }
2819 #else
2820 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2821                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
2822
2823 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
2824                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
2825 #endif
2826
2827
2828 /**
2829  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
2830  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
2831  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
2832  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
2833  *
2834  * It returns the start and end page frame of a node based on information
2835  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
2836  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
2837  * PFNs will be 0.
2838  */
2839 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2840                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2841 {
2842         int i;
2843         *start_pfn = -1UL;
2844         *end_pfn = 0;
2845
2846         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2847                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2848                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2849         }
2850
2851         if (*start_pfn == -1UL)
2852                 *start_pfn = 0;
2853
2854         /* Push the node boundaries out if requested */
2855         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
2856 }
2857
2858 /*
2859  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
2860  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
2861  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
2862  */
2863 void __init find_usable_zone_for_movable(void)
2864 {
2865         int zone_index;
2866         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
2867                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
2868                         continue;
2869
2870                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
2871                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
2872                         break;
2873         }
2874
2875         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
2876         movable_zone = zone_index;
2877 }
2878
2879 /*
2880  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
2881  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
2882  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
2883  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
2884  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
2885  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
2886  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
2887  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
2888  */
2889 void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
2890                                         unsigned long zone_type,
2891                                         unsigned long node_start_pfn,
2892                                         unsigned long node_end_pfn,
2893                                         unsigned long *zone_start_pfn,
2894                                         unsigned long *zone_end_pfn)
2895 {
2896         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
2897         if (zone_movable_pfn[nid]) {
2898                 /* Size ZONE_MOVABLE */
2899                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
2900                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
2901                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
2902                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
2903
2904                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
2905                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
2906                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
2907                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
2908
2909                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
2910                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
2911                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
2912         }
2913 }
2914
2915 /*
2916  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
2917  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
2918  */
2919 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2920                                         unsigned long zone_type,
2921                                         unsigned long *ignored)
2922 {
2923         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2924         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2925
2926         /* Get the start and end of the node and zone */
2927         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2928         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
2929         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
2930         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
2931                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
2932                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
2933
2934         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
2935         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
2936                 return 0;
2937
2938         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
2939         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
2940         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
2941
2942         /* Return the spanned pages */
2943         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
2944 }
2945
2946 /*
2947  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
2948  * then all holes in the requested range will be accounted for.
2949  */
2950 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
2951                                 unsigned long range_start_pfn,
2952                                 unsigned long range_end_pfn)
2953 {
2954         int i = 0;
2955         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
2956         unsigned long start_pfn;
2957
2958         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
2959         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
2960         if (i == -1)
2961                 return 0;
2962
2963         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
2964
2965         /* Account for ranges before physical memory on this node */
2966         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
2967                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
2968
2969         /* Find all holes for the zone within the node */
2970         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
2971
2972                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
2973                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
2974                         break;
2975
2976                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
2977                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
2978                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
2979
2980                 /* Update the hole size cound and move on */
2981                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
2982                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
2983                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
2984                 }
2985                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2986         }
2987
2988         /* Account for ranges past physical memory on this node */
2989         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
2990                 hole_pages += range_end_pfn -
2991                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
2992
2993         return hole_pages;
2994 }
2995
2996 /**
2997  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
2998  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
2999  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3000  *
3001  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3002  */
3003 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3004                                                         unsigned long end_pfn)
3005 {
3006         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3007 }
3008
3009 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3010 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3011                                         unsigned long zone_type,
3012                                         unsigned long *ignored)
3013 {
3014         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3015         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3016
3017         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3018         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3019                                                         node_start_pfn);
3020         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3021                                                         node_end_pfn);
3022
3023         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3024                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3025                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3026         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3027 }
3028
3029 #else
3030 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3031                                         unsigned long zone_type,
3032                                         unsigned long *zones_size)
3033 {
3034         return zones_size[zone_type];
3035 }
3036
3037 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3038                                                 unsigned long zone_type,
3039                                                 unsigned long *zholes_size)
3040 {
3041         if (!zholes_size)
3042                 return 0;
3043
3044         return zholes_size[zone_type];
3045 }
3046
3047 #endif
3048
3049 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3050                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3051 {
3052         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3053         enum zone_type i;
3054
3055         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3056                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3057                                                                 zones_size);
3058         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3059
3060         realtotalpages = totalpages;
3061         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3062                 realtotalpages -=
3063                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3064                                                                 zholes_size);
3065         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3066         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3067                                                         realtotalpages);
3068 }
3069
3070 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3071 /*
3072  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3073  * Start by making sure zonesize is a multiple of MAX_ORDER-1 by rounding up
3074  * Then figure 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per MAX_ORDER-1, finally
3075  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3076  * bytes.
3077  */
3078 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3079 {
3080         unsigned long usemapsize;
3081
3082         usemapsize = roundup(zonesize, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3083         usemapsize = usemapsize >> (MAX_ORDER-1);
3084         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3085         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3086
3087         return usemapsize / 8;
3088 }
3089
3090 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3091                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3092 {
3093         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3094         zone->pageblock_flags = NULL;
3095         if (usemapsize) {
3096                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3097                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3098         }
3099 }
3100 #else
3101 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3102                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3103 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3104
3105 /*
3106  * Set up the zone data structures:
3107  *   - mark all pages reserved
3108  *   - mark all memory queues empty
3109  *   - clear the memory bitmaps
3110  */
3111 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3112                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3113 {
3114         enum zone_type j;
3115         int nid = pgdat->node_id;
3116         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3117         int ret;
3118
3119         pgdat_resize_init(pgdat);
3120         pgdat->nr_zones = 0;
3121         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3122         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3123         
3124         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3125                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3126                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3127
3128                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3129                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3130                                                                 zholes_size);
3131
3132                 /*
3133                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3134                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3135                  * and per-cpu initialisations
3136                  */
3137                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3138                 if (realsize >= memmap_pages) {
3139                         realsize -= memmap_pages;
3140                         printk(KERN_DEBUG
3141                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3142                                 zone_names[j], memmap_pages);
3143                 } else
3144                         printk(KERN_WARNING
3145                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3146                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3147
3148                 /* Account for reserved pages */
3149                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3150                         realsize -= dma_reserve;
3151                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3152                                         zone_names[0], dma_reserve);
3153                 }
3154
3155                 if (!is_highmem_idx(j))
3156                         nr_kernel_pages += realsize;
3157                 nr_all_pages += realsize;
3158
3159                 zone->spanned_pages = size;
3160                 zone->present_pages = realsize;
3161 #ifdef CONFIG_NUMA
3162                 zone->node = nid;
3163                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3164                                                 / 100;
3165                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3166 #endif
3167                 zone->name = zone_names[j];
3168                 spin_lock_init(&zone->lock);
3169                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3170                 zone_seqlock_init(zone);
3171                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3172
3173                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3174
3175                 zone_pcp_init(zone);
3176                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
3177                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
3178                 zone->nr_scan_active = 0;
3179                 zone->nr_scan_inactive = 0;
3180                 zap_zone_vm_stats(zone);
3181                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
3182                 if (!size)
3183                         continue;
3184
3185                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3186                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3187                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3188                 BUG_ON(ret);
3189                 zone_start_pfn += size;
3190         }
3191 }
3192
3193 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3194 {
3195         /* Skip empty nodes */
3196         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3197                 return;
3198
3199 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3200         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3201         if (!pgdat->node_mem_map) {
3202                 unsigned long size, start, end;
3203                 struct page *map;
3204
3205                 /*
3206                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3207                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3208                  * for the buddy allocator to function correctly.
3209                  */
3210                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3211                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3212                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3213                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3214                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3215                 if (!map)
3216                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3217                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3218         }
3219 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3220         /*
3221          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3222          */
3223         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3224                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3225 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3226                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3227                         mem_map -= pgdat->node_start_pfn;
3228 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3229         }
3230 #endif
3231 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3232 }
3233
3234 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
3235                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
3236                 unsigned long *zholes_size)
3237 {
3238         pgdat->node_id = nid;
3239         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3240         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3241
3242         alloc_node_mem_map(pgdat);
3243
3244         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3245 }
3246
3247 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3248
3249 #if MAX_NUMNODES > 1
3250 /*
3251  * Figure out the number of possible node ids.
3252  */
3253 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3254 {
3255         unsigned int node;
3256         unsigned int highest = 0;
3257
3258         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3259                 highest = node;
3260         nr_node_ids = highest + 1;
3261 }
3262 #else
3263 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3264 {
3265 }
3266 #endif
3267
3268 /**
3269  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3270  * @nid: The node ID the range resides on
3271  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3272  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3273  *
3274  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3275  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3276  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3277  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3278  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3279  */
3280 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3281                                                 unsigned long end_pfn)
3282 {
3283         int i;
3284
3285         printk(KERN_DEBUG "Entering add_active_range(%d, %lu, %lu) "
3286                           "%d entries of %d used\n",
3287                           nid, start_pfn, end_pfn,
3288                           nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3289
3290         /* Merge with existing active regions if possible */
3291         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3292                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3293                         continue;
3294
3295                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3296                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3297                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3298                         return;
3299
3300                 /* Merge forward if suitable */
3301                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3302                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3303                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3304                         return;
3305                 }
3306
3307                 /* Merge backward if suitable */
3308                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3309                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3310                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3311                         return;
3312                 }
3313         }
3314
3315         /* Check that early_node_map is large enough */
3316         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3317                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3318                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3319                 return;
3320         }
3321
3322         early_node_map[i].nid = nid;
3323         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3324         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3325         nr_nodemap_entries = i + 1;
3326 }
3327
3328 /**
3329  * shrink_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3330  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3331  * @old_end_pfn: The old end PFN of the range
3332  * @new_end_pfn: The new PFN of the range
3333  *
3334  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3335  * The map is kept at the end physical page range that has already been
3336  * registered with add_active_range(). This function allows an arch to shrink
3337  * an existing registered range.
3338  */
3339 void __init shrink_active_range(unsigned int nid, unsigned long old_end_pfn,
3340                                                 unsigned long new_end_pfn)
3341 {
3342         int i;
3343
3344         /* Find the old active region end and shrink */
3345         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3346                 if (early_node_map[i].end_pfn == old_end_pfn) {
3347                         early_node_map[i].end_pfn = new_end_pfn;
3348                         break;
3349                 }
3350 }
3351
3352 /**
3353  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3354  *
3355  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3356  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3357  * all currently registered regions.
3358  */
3359 void __init remove_all_active_ranges(void)
3360 {
3361         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3362         nr_nodemap_entries = 0;
3363 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3364         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3365         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3366 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3367 }
3368
3369 /* Compare two active node_active_regions */
3370 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3371 {
3372         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3373         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3374
3375         /* Done this way to avoid overflows */
3376         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3377                 return 1;
3378         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3379                 return -1;
3380
3381         return 0;
3382 }
3383
3384 /* sort the node_map by start_pfn */
3385 static void __init sort_node_map(void)
3386 {
3387         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3388                         sizeof(struct node_active_region),
3389                         cmp_node_active_region, NULL);
3390 }
3391
3392 /* Find the lowest pfn for a node */
3393 unsigned long __init find_min_pfn_for_node(unsigned long nid)
3394 {
3395         int i;
3396         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3397
3398         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3399         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3400                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3401
3402         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3403                 printk(KERN_WARNING
3404                         "Could not find start_pfn for node %lu\n", nid);
3405                 return 0;
3406         }
3407
3408         return min_pfn;
3409 }
3410
3411 /**
3412  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3413  *
3414  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3415  * add_active_range().
3416  */
3417 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3418 {
3419         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3420 }
3421
3422 /**
3423  * find_max_pfn_with_active_regions - Find the maximum PFN registered
3424  *
3425  * It returns the maximum PFN based on information provided via
3426  * add_active_range().
3427  */
3428 unsigned long __init find_max_pfn_with_active_regions(void)
3429 {
3430         int i;
3431         unsigned long max_pfn = 0;
3432
3433         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3434                 max_pfn = max(max_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3435
3436         return max_pfn;
3437 }
3438
3439 /*
3440  * early_calculate_totalpages()
3441  * Sum pages in active regions for movable zone.
3442  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3443  */
3444 unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3445 {
3446         int i;
3447         unsigned long totalpages = 0;
3448
3449         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3450                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3451                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3452                 totalpages += pages;
3453                 if (pages)
3454                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3455         }
3456         return totalpages;
3457 }
3458
3459 /*
3460  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3461  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3462  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3463  * others
3464  */
3465 void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3466 {
3467         int i, nid;
3468         unsigned long usable_startpfn;
3469         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3470         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3471         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3472
3473         /*
3474          * If movablecore was specified, calculate what size of
3475          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3476          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3477          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3478          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3479          * what movablecore would have allowed.
3480          */
3481         if (required_movablecore) {
3482                 unsigned long corepages;
3483
3484                 /*
3485                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3486                  * was requested by the user
3487                  */
3488                 required_movablecore =
3489                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3490                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3491
3492                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3493         }
3494
3495         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3496         if (!required_kernelcore)
3497                 return;
3498
3499         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3500         find_usable_zone_for_movable();
3501         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3502
3503 restart:
3504         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3505         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3506         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3507                 /*
3508                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3509                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3510                  * amount of memory for the kernel
3511                  */
3512                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3513                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3514
3515                 /*
3516                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3517                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3518                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3519                  */
3520                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3521
3522                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3523                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3524                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3525                         unsigned long size_pages;
3526
3527                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3528                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3529                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3530                         if (start_pfn >= end_pfn)
3531                                 continue;
3532
3533                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3534                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3535                                 unsigned long kernel_pages;
3536                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3537                                                                 - start_pfn;
3538
3539                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3540                                                         kernelcore_remaining);
3541                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3542                                                         required_kernelcore);
3543
3544                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3545                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3546
3547                                         /*
3548                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3549                                          * that if we have to rebalance
3550                                          * kernelcore across nodes, we will
3551                                          * not double account here
3552                                          */
3553                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3554                                         continue;
3555                                 }
3556                                 start_pfn = usable_startpfn;
3557                         }
3558
3559                         /*
3560                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3561                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3562                          * number of pages used as kernelcore
3563                          */
3564                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3565                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3566                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3567                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3568
3569                         /*
3570                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3571                          * break if the kernelcore for this node has been
3572                          * satisified
3573                          */
3574                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3575                                                                 size_pages);
3576                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3577                         if (!kernelcore_remaining)
3578                                 break;
3579                 }
3580         }
3581
3582         /*
3583          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3584          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3585          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3586          * satisified
3587          */
3588         usable_nodes--;
3589         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
3590                 goto restart;
3591
3592         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
3593         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
3594                 zone_movable_pfn[nid] =
3595                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
3596 }
3597
3598 /* Any regular memory on that node ? */
3599 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
3600 {
3601 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
3602         enum zone_type zone_type;
3603
3604         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
3605                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
3606                 if (zone->present_pages)
3607                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
3608         }
3609 #endif
3610 }
3611
3612 /**
3613  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3614  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
3615  *
3616  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
3617  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
3618  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
3619  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
3620  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
3621  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
3622  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
3623  * at arch_max_dma_pfn.
3624  */
3625 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
3626 {
3627         unsigned long nid;
3628         enum zone_type i;
3629
3630         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
3631         sort_node_map();
3632
3633         /* Record where the zone boundaries are */
3634         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
3635                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
3636         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
3637                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
3638         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
3639         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
3640         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3641                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3642                         continue;
3643                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
3644                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
3645                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
3646                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
3647         }
3648         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3649         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3650
3651         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
3652         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
3653         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
3654
3655         /* Print out the zone ranges */
3656         printk("Zone PFN ranges:\n");
3657         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3658                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3659                         continue;
3660                 printk("  %-8s %8lu -> %8lu\n",
3661                                 zone_names[i],
3662                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
3663                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
3664         }
3665
3666         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
3667         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
3668         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
3669                 if (zone_movable_pfn[i])
3670                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
3671         }
3672
3673         /* Print out the early_node_map[] */
3674         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
3675         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3676                 printk("  %3d: %8lu -> %8lu\n", early_node_map[i].nid,
3677                                                 early_node_map[i].start_pfn,
3678                                                 early_node_map[i].end_pfn);
3679
3680         /* Initialise every node */
3681         setup_nr_node_ids();
3682         for_each_online_node(nid) {
3683                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3684                 free_area_init_node(nid, pgdat, NULL,
3685                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
3686
3687                 /* Any memory on that node */
3688                 if (pgdat->node_present_pages)
3689                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
3690                 check_for_regular_memory(pgdat);
3691         }
3692 }
3693
3694 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
3695 {
3696         unsigned long long coremem;
3697         if (!p)
3698                 return -EINVAL;
3699
3700         coremem = memparse(p, &p);
3701         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
3702
3703         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
3704         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
3705
3706         return 0;
3707 }
3708
3709 /*
3710  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
3711  * cannot be reclaimed or migrated.
3712  */
3713 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
3714 {
3715         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
3716 }
3717
3718 /*
3719  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
3720  * can be reclaimed or migrated.
3721  */
3722 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
3723 {
3724         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
3725 }
3726
3727 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
3728 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
3729
3730 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3731
3732 /**
3733  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
3734  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
3735  *
3736  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
3737  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
3738  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
3739  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
3740  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
3741  * smaller per-cpu batchsize.
3742  */
3743 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
3744 {
3745         dma_reserve = new_dma_reserve;
3746 }
3747
3748 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3749 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
3750 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
3751
3752 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
3753 #endif
3754
3755 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
3756 {
3757         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
3758                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
3759 }
3760
3761 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3762                                  unsigned long action, void *hcpu)
3763 {
3764         int cpu = (unsigned long)hcpu;
3765
3766         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
3767                 local_irq_disable();
3768                 __drain_pages(cpu);
3769                 vm_events_fold_cpu(cpu);
3770                 local_irq_enable();
3771                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
3772         }
3773         return NOTIFY_OK;
3774 }
3775
3776 void __init page_alloc_init(void)
3777 {
3778         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
3779 }
3780
3781 /*
3782  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
3783  *      or min_free_kbytes changes.
3784  */
3785 static void calculate_totalreserve_pages(void)
3786 {
3787         struct pglist_data *pgdat;
3788         unsigned long reserve_pages = 0;
3789         enum zone_type i, j;
3790
3791         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3792                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3793                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3794                         unsigned long max = 0;
3795
3796                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
3797                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3798                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
3799                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
3800                         }
3801
3802                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
3803                         max += zone->pages_high;
3804
3805                         if (max > zone->present_pages)
3806                                 max = zone->present_pages;
3807                         reserve_pages += max;
3808                 }
3809         }
3810         totalreserve_pages = reserve_pages;
3811 }
3812
3813 /*
3814  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
3815  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
3816  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
3817  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
3818  */
3819 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
3820 {
3821         struct pglist_data *pgdat;
3822         enum zone_type j, idx;
3823
3824         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3825                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3826                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3827                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
3828
3829                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
3830
3831                         idx = j;
3832                         while (idx) {
3833                                 struct zone *lower_zone;
3834
3835                                 idx--;
3836
3837                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
3838                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
3839
3840                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
3841                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
3842                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
3843                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
3844                         }
3845                 }
3846         }
3847
3848         /* update totalreserve_pages */
3849         calculate_totalreserve_pages();
3850 }
3851
3852 /**
3853  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
3854  *
3855  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
3856  * with respect to min_free_kbytes.
3857  */
3858 void setup_per_zone_pages_min(void)
3859 {
3860         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
3861         unsigned long lowmem_pages = 0;
3862         struct zone *zone;
3863         unsigned long flags;
3864
3865         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
3866         for_each_zone(zone) {
3867                 if (!is_highmem(zone))
3868                         lowmem_pages += zone->present_pages;
3869         }
3870
3871         for_each_zone(zone) {
3872                 u64 tmp;
3873
3874                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3875                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
3876                 do_div(tmp, lowmem_pages);
3877                 if (is_highmem(zone)) {
3878                         /*
3879                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
3880                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
3881                          * value here.
3882                          *
3883                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
3884                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
3885                          * not be capped for highmem.
3886                          */
3887                         int min_pages;
3888
3889              &nbs