page allocator: break up the allocator entry point into fast and slow paths
[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/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/oom.h>
32 #include <linux/notifier.h>
33 #include <linux/topology.h>
34 #include <linux/sysctl.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/memory_hotplug.h>
38 #include <linux/nodemask.h>
39 #include <linux/vmalloc.h>
40 #include <linux/mempolicy.h>
41 #include <linux/stop_machine.h>
42 #include <linux/sort.h>
43 #include <linux/pfn.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/fault-inject.h>
46 #include <linux/page-isolation.h>
47 #include <linux/page_cgroup.h>
48 #include <linux/debugobjects.h>
49 #include <linux/kmemleak.h>
50
51 #include <asm/tlbflush.h>
52 #include <asm/div64.h>
53 #include "internal.h"
54
55 /*
56  * Array of node states.
57  */
58 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
59         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
60         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
61 #ifndef CONFIG_NUMA
62         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
63 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
64         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
65 #endif
66         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
67 #endif  /* NUMA */
68 };
69 EXPORT_SYMBOL(node_states);
70
71 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
72 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
73 unsigned long highest_memmap_pfn __read_mostly;
74 int percpu_pagelist_fraction;
75
76 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
77 int pageblock_order __read_mostly;
78 #endif
79
80 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
81
82 /*
83  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
84  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
85  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
86  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
87  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
88  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
89  *
90  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
91  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
92  */
93 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
94 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
95          256,
96 #endif
97 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
98          256,
99 #endif
100 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
101          32,
102 #endif
103          32,
104 };
105
106 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
107
108 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
109 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
110          "DMA",
111 #endif
112 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
113          "DMA32",
114 #endif
115          "Normal",
116 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
117          "HighMem",
118 #endif
119          "Movable",
120 };
121
122 int min_free_kbytes = 1024;
123
124 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
125 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
126 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
127
128 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
129   /*
130    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
131    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
132    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
133    * so the number of times add_active_range() can be called is
134    * related to the number of nodes and the number of holes
135    */
136   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
137     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
138     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
139   #else
140     #if MAX_NUMNODES >= 32
141       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
142       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
143     #else
144       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
145       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
146     #endif
147   #endif
148
149   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
150   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
151   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
152   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
153   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
154   static unsigned long __initdata required_movablecore;
155   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
156
157   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
158   int movable_zone;
159   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
160 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
161
162 #if MAX_NUMNODES > 1
163 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
164 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
165 #endif
166
167 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
168
169 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
170 {
171         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
172                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
173 }
174
175 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
176 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
177 {
178         int ret = 0;
179         unsigned seq;
180         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
181
182         do {
183                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
184                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
185                         ret = 1;
186                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
187                         ret = 1;
188         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
189
190         return ret;
191 }
192
193 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
194 {
195         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
196                 return 0;
197         if (zone != page_zone(page))
198                 return 0;
199
200         return 1;
201 }
202 /*
203  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
204  */
205 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
206 {
207         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
208                 return 1;
209         if (!page_is_consistent(zone, page))
210                 return 1;
211
212         return 0;
213 }
214 #else
215 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
216 {
217         return 0;
218 }
219 #endif
220
221 static void bad_page(struct page *page)
222 {
223         static unsigned long resume;
224         static unsigned long nr_shown;
225         static unsigned long nr_unshown;
226
227         /*
228          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
229          * or allow a steady drip of one report per second.
230          */
231         if (nr_shown == 60) {
232                 if (time_before(jiffies, resume)) {
233                         nr_unshown++;
234                         goto out;
235                 }
236                 if (nr_unshown) {
237                         printk(KERN_ALERT
238                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
239                                 nr_unshown);
240                         nr_unshown = 0;
241                 }
242                 nr_shown = 0;
243         }
244         if (nr_shown++ == 0)
245                 resume = jiffies + 60 * HZ;
246
247         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
248                 current->comm, page_to_pfn(page));
249         printk(KERN_ALERT
250                 "page:%p flags:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%lx\n",
251                 page, (void *)page->flags, page_count(page),
252                 page_mapcount(page), page->mapping, page->index);
253
254         dump_stack();
255 out:
256         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
257         __ClearPageBuddy(page);
258         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
259 }
260
261 /*
262  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
263  *
264  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
265  *
266  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
267  *
268  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
269  * the head page (even the head page has this).
270  *
271  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
272  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
273  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
274  */
275
276 static void free_compound_page(struct page *page)
277 {
278         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
279 }
280
281 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
282 {
283         int i;
284         int nr_pages = 1 << order;
285
286         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
287         set_compound_order(page, order);
288         __SetPageHead(page);
289         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
290                 struct page *p = page + i;
291
292                 __SetPageTail(p);
293                 p->first_page = page;
294         }
295 }
296
297 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
298 void prep_compound_gigantic_page(struct page *page, unsigned long order)
299 {
300         int i;
301         int nr_pages = 1 << order;
302         struct page *p = page + 1;
303
304         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
305         set_compound_order(page, order);
306         __SetPageHead(page);
307         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p = mem_map_next(p, page, i)) {
308                 __SetPageTail(p);
309                 p->first_page = page;
310         }
311 }
312 #endif
313
314 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
315 {
316         int i;
317         int nr_pages = 1 << order;
318         int bad = 0;
319
320         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
321             unlikely(!PageHead(page))) {
322                 bad_page(page);
323                 bad++;
324         }
325
326         __ClearPageHead(page);
327
328         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
329                 struct page *p = page + i;
330
331                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
332                         bad_page(page);
333                         bad++;
334                 }
335                 __ClearPageTail(p);
336         }
337
338         return bad;
339 }
340
341 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
342 {
343         int i;
344
345         /*
346          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
347          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
348          */
349         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
350         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
351                 clear_highpage(page + i);
352 }
353
354 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
355 {
356         set_page_private(page, order);
357         __SetPageBuddy(page);
358 }
359
360 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
361 {
362         __ClearPageBuddy(page);
363         set_page_private(page, 0);
364 }
365
366 /*
367  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
368  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
369  *
370  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
371  * the following equation:
372  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
373  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
374  * 1 buddy is #10:
375  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
376  *
377  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
378  * satisfies the following equation:
379  *     P = B & ~(1 << O)
380  *
381  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
382  */
383 static inline struct page *
384 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
385 {
386         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
387
388         return page + (buddy_idx - page_idx);
389 }
390
391 static inline unsigned long
392 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
393 {
394         return (page_idx & ~(1 << order));
395 }
396
397 /*
398  * This function checks whether a page is free && is the buddy
399  * we can do coalesce a page and its buddy if
400  * (a) the buddy is not in a hole &&
401  * (b) the buddy is in the buddy system &&
402  * (c) a page and its buddy have the same order &&
403  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
404  *
405  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
406  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
407  *
408  * For recording page's order, we use page_private(page).
409  */
410 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
411                                                                 int order)
412 {
413         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
414                 return 0;
415
416         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
417                 return 0;
418
419         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
420                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
421                 return 1;
422         }
423         return 0;
424 }
425
426 /*
427  * Freeing function for a buddy system allocator.
428  *
429  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
430  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
431  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
432  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
433  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
434  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
435  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
436  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
437  * parts of the VM system.
438  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
439  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
440  * order is recorded in page_private(page) field.
441  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
442  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
443  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
444  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
445  * triggers coalescing into a block of larger size.            
446  *
447  * -- wli
448  */
449
450 static inline void __free_one_page(struct page *page,
451                 struct zone *zone, unsigned int order)
452 {
453         unsigned long page_idx;
454         int order_size = 1 << order;
455         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
456
457         if (unlikely(PageCompound(page)))
458                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
459                         return;
460
461         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
462
463         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
464         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
465
466         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
467         while (order < MAX_ORDER-1) {
468                 unsigned long combined_idx;
469                 struct page *buddy;
470
471                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
472                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
473                         break;
474
475                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
476                 list_del(&buddy->lru);
477                 zone->free_area[order].nr_free--;
478                 rmv_page_order(buddy);
479                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
480                 page = page + (combined_idx - page_idx);
481                 page_idx = combined_idx;
482                 order++;
483         }
484         set_page_order(page, order);
485         list_add(&page->lru,
486                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
487         zone->free_area[order].nr_free++;
488 }
489
490 static inline int free_pages_check(struct page *page)
491 {
492         free_page_mlock(page);
493         if (unlikely(page_mapcount(page) |
494                 (page->mapping != NULL)  |
495                 (page_count(page) != 0)  |
496                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE))) {
497                 bad_page(page);
498                 return 1;
499         }
500         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
501                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
502         return 0;
503 }
504
505 /*
506  * Frees a list of pages. 
507  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
508  * count is the number of pages to free.
509  *
510  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
511  * see if this freeing clears that state.
512  *
513  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
514  * pinned" detection logic.
515  */
516 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
517                                         struct list_head *list, int order)
518 {
519         spin_lock(&zone->lock);
520         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
521         zone->pages_scanned = 0;
522         while (count--) {
523                 struct page *page;
524
525                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
526                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
527                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
528                 list_del(&page->lru);
529                 __free_one_page(page, zone, order);
530         }
531         spin_unlock(&zone->lock);
532 }
533
534 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
535 {
536         spin_lock(&zone->lock);
537         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
538         zone->pages_scanned = 0;
539         __free_one_page(page, zone, order);
540         spin_unlock(&zone->lock);
541 }
542
543 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
544 {
545         unsigned long flags;
546         int i;
547         int bad = 0;
548
549         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
550                 bad += free_pages_check(page + i);
551         if (bad)
552                 return;
553
554         if (!PageHighMem(page)) {
555                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
556                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
557                                            PAGE_SIZE << order);
558         }
559         arch_free_page(page, order);
560         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
561
562         local_irq_save(flags);
563         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
564         free_one_page(page_zone(page), page, order);
565         local_irq_restore(flags);
566 }
567
568 /*
569  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
570  */
571 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
572 {
573         if (order == 0) {
574                 __ClearPageReserved(page);
575                 set_page_count(page, 0);
576                 set_page_refcounted(page);
577                 __free_page(page);
578         } else {
579                 int loop;
580
581                 prefetchw(page);
582                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
583                         struct page *p = &page[loop];
584
585                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
586                                 prefetchw(p + 1);
587                         __ClearPageReserved(p);
588                         set_page_count(p, 0);
589                 }
590
591                 set_page_refcounted(page);
592                 __free_pages(page, order);
593         }
594 }
595
596
597 /*
598  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
599  * Please do not alter this order without good reasons and regression
600  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
601  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
602  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
603  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
604  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
605  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
606  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
607  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
608  *
609  * -- wli
610  */
611 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
612         int low, int high, struct free_area *area,
613         int migratetype)
614 {
615         unsigned long size = 1 << high;
616
617         while (high > low) {
618                 area--;
619                 high--;
620                 size >>= 1;
621                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
622                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
623                 area->nr_free++;
624                 set_page_order(&page[size], high);
625         }
626 }
627
628 /*
629  * This page is about to be returned from the page allocator
630  */
631 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
632 {
633         if (unlikely(page_mapcount(page) |
634                 (page->mapping != NULL)  |
635                 (page_count(page) != 0)  |
636                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP))) {
637                 bad_page(page);
638                 return 1;
639         }
640
641         set_page_private(page, 0);
642         set_page_refcounted(page);
643
644         arch_alloc_page(page, order);
645         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
646
647         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
648                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
649
650         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
651                 prep_compound_page(page, order);
652
653         return 0;
654 }
655
656 /*
657  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
658  * the smallest available page from the freelists
659  */
660 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
661                                                 int migratetype)
662 {
663         unsigned int current_order;
664         struct free_area * area;
665         struct page *page;
666
667         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
668         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
669                 area = &(zone->free_area[current_order]);
670                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
671                         continue;
672
673                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
674                                                         struct page, lru);
675                 list_del(&page->lru);
676                 rmv_page_order(page);
677                 area->nr_free--;
678                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
679                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
680                 return page;
681         }
682
683         return NULL;
684 }
685
686
687 /*
688  * This array describes the order lists are fallen back to when
689  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
690  */
691 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
692         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
693         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
694         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
695         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
696 };
697
698 /*
699  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
700  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
701  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
702  */
703 static int move_freepages(struct zone *zone,
704                           struct page *start_page, struct page *end_page,
705                           int migratetype)
706 {
707         struct page *page;
708         unsigned long order;
709         int pages_moved = 0;
710
711 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
712         /*
713          * page_zone is not safe to call in this context when
714          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
715          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
716          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
717          * grouping pages by mobility
718          */
719         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
720 #endif
721
722         for (page = start_page; page <= end_page;) {
723                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
724                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
725
726                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
727                         page++;
728                         continue;
729                 }
730
731                 if (!PageBuddy(page)) {
732                         page++;
733                         continue;
734                 }
735
736                 order = page_order(page);
737                 list_del(&page->lru);
738                 list_add(&page->lru,
739                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
740                 page += 1 << order;
741                 pages_moved += 1 << order;
742         }
743
744         return pages_moved;
745 }
746
747 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
748                                 int migratetype)
749 {
750         unsigned long start_pfn, end_pfn;
751         struct page *start_page, *end_page;
752
753         start_pfn = page_to_pfn(page);
754         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
755         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
756         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
757         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
758
759         /* Do not cross zone boundaries */
760         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
761                 start_page = page;
762         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
763                 return 0;
764
765         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
766 }
767
768 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
769 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
770                                                 int start_migratetype)
771 {
772         struct free_area * area;
773         int current_order;
774         struct page *page;
775         int migratetype, i;
776
777         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
778         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
779                                                 --current_order) {
780                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
781                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
782
783                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
784                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
785                                 continue;
786
787                         area = &(zone->free_area[current_order]);
788                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
789                                 continue;
790
791                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
792                                         struct page, lru);
793                         area->nr_free--;
794
795                         /*
796                          * If breaking a large block of pages, move all free
797                          * pages to the preferred allocation list. If falling
798                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
799                          * agressive about taking ownership of free pages
800                          */
801                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
802                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
803                                 unsigned long pages;
804                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
805                                                                 start_migratetype);
806
807                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
808                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
809                                         set_pageblock_migratetype(page,
810                                                                 start_migratetype);
811
812                                 migratetype = start_migratetype;
813                         }
814
815                         /* Remove the page from the freelists */
816                         list_del(&page->lru);
817                         rmv_page_order(page);
818                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
819                                                         -(1UL << order));
820
821                         if (current_order == pageblock_order)
822                                 set_pageblock_migratetype(page,
823                                                         start_migratetype);
824
825                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
826                         return page;
827                 }
828         }
829
830         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
831         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
832 }
833
834 /*
835  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
836  * Call me with the zone->lock already held.
837  */
838 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
839                                                 int migratetype)
840 {
841         struct page *page;
842
843         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
844
845         if (unlikely(!page))
846                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
847
848         return page;
849 }
850
851 /* 
852  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
853  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
854  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
855  */
856 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
857                         unsigned long count, struct list_head *list,
858                         int migratetype)
859 {
860         int i;
861         
862         spin_lock(&zone->lock);
863         for (i = 0; i < count; ++i) {
864                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
865                 if (unlikely(page == NULL))
866                         break;
867
868                 /*
869                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
870                  * in physical page order. The page is added to the callers and
871                  * list and the list head then moves forward. From the callers
872                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
873                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
874                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
875                  * properly.
876                  */
877                 list_add(&page->lru, list);
878                 set_page_private(page, migratetype);
879                 list = &page->lru;
880         }
881         spin_unlock(&zone->lock);
882         return i;
883 }
884
885 #ifdef CONFIG_NUMA
886 /*
887  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
888  * currently executing processor on remote nodes after they have
889  * expired.
890  *
891  * Note that this function must be called with the thread pinned to
892  * a single processor.
893  */
894 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
895 {
896         unsigned long flags;
897         int to_drain;
898
899         local_irq_save(flags);
900         if (pcp->count >= pcp->batch)
901                 to_drain = pcp->batch;
902         else
903                 to_drain = pcp->count;
904         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
905         pcp->count -= to_drain;
906         local_irq_restore(flags);
907 }
908 #endif
909
910 /*
911  * Drain pages of the indicated processor.
912  *
913  * The processor must either be the current processor and the
914  * thread pinned to the current processor or a processor that
915  * is not online.
916  */
917 static void drain_pages(unsigned int cpu)
918 {
919         unsigned long flags;
920         struct zone *zone;
921
922         for_each_populated_zone(zone) {
923                 struct per_cpu_pageset *pset;
924                 struct per_cpu_pages *pcp;
925
926                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
927
928                 pcp = &pset->pcp;
929                 local_irq_save(flags);
930                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
931                 pcp->count = 0;
932                 local_irq_restore(flags);
933         }
934 }
935
936 /*
937  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
938  */
939 void drain_local_pages(void *arg)
940 {
941         drain_pages(smp_processor_id());
942 }
943
944 /*
945  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
946  */
947 void drain_all_pages(void)
948 {
949         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
950 }
951
952 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
953
954 void mark_free_pages(struct zone *zone)
955 {
956         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
957         unsigned long flags;
958         int order, t;
959         struct list_head *curr;
960
961         if (!zone->spanned_pages)
962                 return;
963
964         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
965
966         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
967         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
968                 if (pfn_valid(pfn)) {
969                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
970
971                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
972                                 swsusp_unset_page_free(page);
973                 }
974
975         for_each_migratetype_order(order, t) {
976                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
977                         unsigned long i;
978
979                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
980                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
981                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
982                 }
983         }
984         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
985 }
986 #endif /* CONFIG_PM */
987
988 /*
989  * Free a 0-order page
990  */
991 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
992 {
993         struct zone *zone = page_zone(page);
994         struct per_cpu_pages *pcp;
995         unsigned long flags;
996
997         if (PageAnon(page))
998                 page->mapping = NULL;
999         if (free_pages_check(page))
1000                 return;
1001
1002         if (!PageHighMem(page)) {
1003                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1004                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1005         }
1006         arch_free_page(page, 0);
1007         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1008
1009         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
1010         local_irq_save(flags);
1011         __count_vm_event(PGFREE);
1012         if (cold)
1013                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
1014         else
1015                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
1016         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1017         pcp->count++;
1018         if (pcp->count >= pcp->high) {
1019                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1020                 pcp->count -= pcp->batch;
1021         }
1022         local_irq_restore(flags);
1023         put_cpu();
1024 }
1025
1026 void free_hot_page(struct page *page)
1027 {
1028         free_hot_cold_page(page, 0);
1029 }
1030         
1031 void free_cold_page(struct page *page)
1032 {
1033         free_hot_cold_page(page, 1);
1034 }
1035
1036 /*
1037  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1038  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1039  * Each sub-page must be freed individually.
1040  *
1041  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1042  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1043  */
1044 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1045 {
1046         int i;
1047
1048         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1049         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1050         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1051                 set_page_refcounted(page + i);
1052 }
1053
1054 /*
1055  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1056  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1057  * or two.
1058  */
1059 static struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1060                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1061 {
1062         unsigned long flags;
1063         struct page *page;
1064         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1065         int cpu;
1066         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1067
1068 again:
1069         cpu  = get_cpu();
1070         if (likely(order == 0)) {
1071                 struct per_cpu_pages *pcp;
1072
1073                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1074                 local_irq_save(flags);
1075                 if (!pcp->count) {
1076                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1077                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1078                         if (unlikely(!pcp->count))
1079                                 goto failed;
1080                 }
1081
1082                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1083                 if (cold) {
1084                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1085                                 if (page_private(page) == migratetype)
1086                                         break;
1087                 } else {
1088                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1089                                 if (page_private(page) == migratetype)
1090                                         break;
1091                 }
1092
1093                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1094                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1095                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1096                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1097                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1098                 }
1099
1100                 list_del(&page->lru);
1101                 pcp->count--;
1102         } else {
1103                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1104                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1105                 spin_unlock(&zone->lock);
1106                 if (!page)
1107                         goto failed;
1108         }
1109
1110         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1111         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1112         local_irq_restore(flags);
1113         put_cpu();
1114
1115         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1116         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1117                 goto again;
1118         return page;
1119
1120 failed:
1121         local_irq_restore(flags);
1122         put_cpu();
1123         return NULL;
1124 }
1125
1126 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1127 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1128 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1129 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1130 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1131 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1132 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1133
1134 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1135
1136 static struct fail_page_alloc_attr {
1137         struct fault_attr attr;
1138
1139         u32 ignore_gfp_highmem;
1140         u32 ignore_gfp_wait;
1141         u32 min_order;
1142
1143 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1144
1145         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1146         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1147         struct dentry *min_order_file;
1148
1149 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1150
1151 } fail_page_alloc = {
1152         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1153         .ignore_gfp_wait = 1,
1154         .ignore_gfp_highmem = 1,
1155         .min_order = 1,
1156 };
1157
1158 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1159 {
1160         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1161 }
1162 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1163
1164 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1165 {
1166         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1167                 return 0;
1168         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1169                 return 0;
1170         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1171                 return 0;
1172         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1173                 return 0;
1174
1175         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1176 }
1177
1178 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1179
1180 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1181 {
1182         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1183         struct dentry *dir;
1184         int err;
1185
1186         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1187                                        "fail_page_alloc");
1188         if (err)
1189                 return err;
1190         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1191
1192         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1193                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1194                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1195
1196         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1197                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1198                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1199         fail_page_alloc.min_order_file =
1200                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1201                                    &fail_page_alloc.min_order);
1202
1203         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1204             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1205             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1206                 err = -ENOMEM;
1207                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1208                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1209                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1210                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1211         }
1212
1213         return err;
1214 }
1215
1216 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1217
1218 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1219
1220 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1221
1222 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1223 {
1224         return 0;
1225 }
1226
1227 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1228
1229 /*
1230  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1231  * of the allocation.
1232  */
1233 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1234                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1235 {
1236         /* free_pages my go negative - that's OK */
1237         long min = mark;
1238         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1239         int o;
1240
1241         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1242                 min -= min / 2;
1243         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1244                 min -= min / 4;
1245
1246         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1247                 return 0;
1248         for (o = 0; o < order; o++) {
1249                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1250                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1251
1252                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1253                 min >>= 1;
1254
1255                 if (free_pages <= min)
1256                         return 0;
1257         }
1258         return 1;
1259 }
1260
1261 #ifdef CONFIG_NUMA
1262 /*
1263  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1264  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1265  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1266  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1267  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1268  *
1269  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1270  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1271  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1272  *
1273  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1274  * nothing and returns NULL.
1275  *
1276  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1277  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1278  *
1279  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1280  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1281  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1282  * quickly as we can.
1283  */
1284 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1285 {
1286         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1287         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1288
1289         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1290         if (!zlc)
1291                 return NULL;
1292
1293         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1294                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1295                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1296         }
1297
1298         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1299                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1300                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1301         return allowednodes;
1302 }
1303
1304 /*
1305  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1306  * if it is worth looking at further for free memory:
1307  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1308  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1309  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1310  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1311  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1312  * else return false (zero) if it is not.
1313  *
1314  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1315  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1316  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1317  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1318  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1319  * into the second scan of the zonelist.
1320  *
1321  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1322  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1323  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1324  * unturned looking for a free page.
1325  */
1326 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1327                                                 nodemask_t *allowednodes)
1328 {
1329         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1330         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1331         int n;                          /* node that zone *z is on */
1332
1333         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1334         if (!zlc)
1335                 return 1;
1336
1337         i = z - zonelist->_zonerefs;
1338         n = zlc->z_to_n[i];
1339
1340         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1341         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1342 }
1343
1344 /*
1345  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1346  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1347  * from that zone don't waste time re-examining it.
1348  */
1349 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1350 {
1351         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1352         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1353
1354         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1355         if (!zlc)
1356                 return;
1357
1358         i = z - zonelist->_zonerefs;
1359
1360         set_bit(i, zlc->fullzones);
1361 }
1362
1363 #else   /* CONFIG_NUMA */
1364
1365 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1366 {
1367         return NULL;
1368 }
1369
1370 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1371                                 nodemask_t *allowednodes)
1372 {
1373         return 1;
1374 }
1375
1376 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1377 {
1378 }
1379 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1380
1381 /*
1382  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1383  * a page.
1384  */
1385 static struct page *
1386 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1387                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags)
1388 {
1389         struct zoneref *z;
1390         struct page *page = NULL;
1391         int classzone_idx;
1392         struct zone *zone, *preferred_zone;
1393         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1394         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1395         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1396
1397         (void)first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1398                                                         &preferred_zone);
1399         if (!preferred_zone)
1400                 return NULL;
1401
1402         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1403
1404         if (WARN_ON_ONCE(order >= MAX_ORDER))
1405                 return NULL;
1406
1407 zonelist_scan:
1408         /*
1409          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1410          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1411          */
1412         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1413                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1414                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1415                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1416                                 continue;
1417                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1418                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1419                                 goto try_next_zone;
1420
1421                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1422                         unsigned long mark;
1423                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1424                                 mark = zone->pages_min;
1425                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1426                                 mark = zone->pages_low;
1427                         else
1428                                 mark = zone->pages_high;
1429                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1430                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1431                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1432                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1433                                         goto this_zone_full;
1434                         }
1435                 }
1436
1437                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1438                 if (page)
1439                         break;
1440 this_zone_full:
1441                 if (NUMA_BUILD)
1442                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1443 try_next_zone:
1444                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1445                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1446                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1447                         zlc_active = 1;
1448                         did_zlc_setup = 1;
1449                 }
1450         }
1451
1452         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1453                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1454                 zlc_active = 0;
1455                 goto zonelist_scan;
1456         }
1457         return page;
1458 }
1459
1460 static inline int
1461 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1462                                 unsigned long pages_reclaimed)
1463 {
1464         /* Do not loop if specifically requested */
1465         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1466                 return 0;
1467
1468         /*
1469          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1470          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1471          * implementations.
1472          */
1473         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1474                 return 1;
1475
1476         /*
1477          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1478          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1479          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1480          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1481          * allocation still fails, we stop retrying.
1482          */
1483         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1484                 return 1;
1485
1486         /*
1487          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1488          * explicitly requests that.
1489          */
1490         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1491                 return 1;
1492
1493         return 0;
1494 }
1495
1496 static inline struct page *
1497 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1498         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1499         nodemask_t *nodemask)
1500 {
1501         struct page *page;
1502
1503         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1504         if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1505                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1506                 return NULL;
1507         }
1508
1509         /*
1510          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1511          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1512          * we're still under heavy pressure.
1513          */
1514         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1515                 order, zonelist, high_zoneidx,
1516                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1517         if (page)
1518                 goto out;
1519
1520         /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1521         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1522                 goto out;
1523
1524         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1525         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1526
1527 out:
1528         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1529         return page;
1530 }
1531
1532 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1533 static inline struct page *
1534 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1535         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1536         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, unsigned long *did_some_progress)
1537 {
1538         struct page *page = NULL;
1539         struct reclaim_state reclaim_state;
1540         struct task_struct *p = current;
1541
1542         cond_resched();
1543
1544         /* We now go into synchronous reclaim */
1545         cpuset_memory_pressure_bump();
1546
1547         /*
1548          * The task's cpuset might have expanded its set of allowable nodes
1549          */
1550         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1551         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1552         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1553         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1554
1555         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1556
1557         p->reclaim_state = NULL;
1558         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1559         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1560
1561         cond_resched();
1562
1563         if (order != 0)
1564                 drain_all_pages();
1565
1566         if (likely(*did_some_progress))
1567                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1568                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1569         return page;
1570 }
1571
1572 static inline int
1573 is_allocation_high_priority(struct task_struct *p, gfp_t gfp_mask)
1574 {
1575         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1576                         && !in_interrupt())
1577                 return 1;
1578         return 0;
1579 }
1580
1581 /*
1582  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
1583  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
1584  */
1585 static inline struct page *
1586 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1587         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1588         nodemask_t *nodemask)
1589 {
1590         struct page *page;
1591
1592         do {
1593                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1594                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1595
1596                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1597                         congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1598         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
1599
1600         return page;
1601 }
1602
1603 static inline
1604 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
1605                                                 enum zone_type high_zoneidx)
1606 {
1607         struct zoneref *z;
1608         struct zone *zone;
1609
1610         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1611                 wakeup_kswapd(zone, order);
1612 }
1613
1614 static inline struct page *
1615 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1616         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1617         nodemask_t *nodemask)
1618 {
1619         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1620         struct page *page = NULL;
1621         int alloc_flags;
1622         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1623         unsigned long did_some_progress;
1624         struct task_struct *p = current;
1625
1626         /*
1627          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1628          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1629          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1630          * using a larger set of nodes after it has established that the
1631          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1632          * over allocated.
1633          */
1634         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1635                 goto nopage;
1636
1637         wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx);
1638
1639         /*
1640          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1641          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1642          * to how we want to proceed.
1643          *
1644          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1645          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1646          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1647          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1648          */
1649         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1650         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1651                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1652         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1653                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1654         if (wait)
1655                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1656
1657 restart:
1658         /*
1659          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1660          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1661          *
1662          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1663          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1664          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1665          */
1666         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1667                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1668         if (page)
1669                 goto got_pg;
1670
1671 rebalance:
1672         /* Allocate without watermarks if the context allows */
1673         if (is_allocation_high_priority(p, gfp_mask)) {
1674                 /* Do not dip into emergency reserves if specified */
1675                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1676                         page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
1677                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask);
1678                         if (page)
1679                                 goto got_pg;
1680                 }
1681
1682                 /* Ensure no recursion into the allocator */
1683                 goto nopage;
1684         }
1685
1686         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1687         if (!wait)
1688                 goto nopage;
1689
1690         /* Try direct reclaim and then allocating */
1691         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
1692                                         zonelist, high_zoneidx,
1693                                         nodemask,
1694                                         alloc_flags, &did_some_progress);
1695         if (page)
1696                 goto got_pg;
1697
1698         /*
1699          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
1700          * running out of options and have to consider going OOM
1701          */
1702         if (!did_some_progress) {
1703                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1704                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
1705                                         zonelist, high_zoneidx,
1706                                         nodemask);
1707                         if (page)
1708                                 goto got_pg;
1709
1710                         /*
1711                          * The OOM killer does not trigger for high-order allocations
1712                          * but if no progress is being made, there are no other
1713                          * options and retrying is unlikely to help
1714                          */
1715                         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1716                                 goto nopage;
1717
1718                         goto restart;
1719                 }
1720         }
1721
1722         /* Check if we should retry the allocation */
1723         pages_reclaimed += did_some_progress;
1724         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
1725                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
1726                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1727                 goto rebalance;
1728         }
1729
1730 nopage:
1731         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1732                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1733                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1734                         p->comm, order, gfp_mask);
1735                 dump_stack();
1736                 show_mem();
1737         }
1738 got_pg:
1739         return page;
1740
1741 }
1742
1743 /*
1744  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1745  */
1746 struct page *
1747 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1748                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1749 {
1750         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1751         struct page *page;
1752
1753         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
1754
1755         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
1756
1757         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1758                 return NULL;
1759
1760         /*
1761          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
1762          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
1763          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
1764          */
1765         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
1766                 return NULL;
1767
1768         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1769                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1770         if (unlikely(!page))
1771                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
1772                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask);
1773
1774         return page;
1775 }
1776 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
1777
1778 /*
1779  * Common helper functions.
1780  */
1781 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1782 {
1783         struct page * page;
1784         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1785         if (!page)
1786                 return 0;
1787         return (unsigned long) page_address(page);
1788 }
1789
1790 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1791
1792 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1793 {
1794         struct page * page;
1795
1796         /*
1797          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1798          * a highmem page
1799          */
1800         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1801
1802         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1803         if (page)
1804                 return (unsigned long) page_address(page);
1805         return 0;
1806 }
1807
1808 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1809
1810 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1811 {
1812         int i = pagevec_count(pvec);
1813
1814         while (--i >= 0)
1815                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1816 }
1817
1818 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1819 {
1820         if (put_page_testzero(page)) {
1821                 if (order == 0)
1822                         free_hot_page(page);
1823                 else
1824                         __free_pages_ok(page, order);
1825         }
1826 }
1827
1828 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1829
1830 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1831 {
1832         if (addr != 0) {
1833                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1834                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1835         }
1836 }
1837
1838 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1839
1840 /**
1841  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1842  * @size: the number of bytes to allocate
1843  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1844  *
1845  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1846  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1847  * allocate memory in power-of-two pages.
1848  *
1849  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1850  *
1851  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1852  */
1853 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1854 {
1855         unsigned int order = get_order(size);
1856         unsigned long addr;
1857
1858         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1859         if (addr) {
1860                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1861                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1862
1863                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1864                 while (used < alloc_end) {
1865                         free_page(used);
1866                         used += PAGE_SIZE;
1867                 }
1868         }
1869
1870         return (void *)addr;
1871 }
1872 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1873
1874 /**
1875  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1876  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1877  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1878  *
1879  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1880  */
1881 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1882 {
1883         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1884         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1885
1886         while (addr < end) {
1887                 free_page(addr);
1888                 addr += PAGE_SIZE;
1889         }
1890 }
1891 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1892
1893 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1894 {
1895         struct zoneref *z;
1896         struct zone *zone;
1897
1898         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1899         unsigned int sum = 0;
1900
1901         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1902
1903         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1904                 unsigned long size = zone->present_pages;
1905                 unsigned long high = zone->pages_high;
1906                 if (size > high)
1907                         sum += size - high;
1908         }
1909
1910         return sum;
1911 }
1912
1913 /*
1914  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1915  */
1916 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1917 {
1918         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1919 }
1920 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1921
1922 /*
1923  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1924  */
1925 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1926 {
1927         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1928 }
1929
1930 static inline void show_node(struct zone *zone)
1931 {
1932         if (NUMA_BUILD)
1933                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1934 }
1935
1936 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1937 {
1938         val->totalram = totalram_pages;
1939         val->sharedram = 0;
1940         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1941         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1942         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1943         val->freehigh = nr_free_highpages();
1944         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1945 }
1946
1947 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1948
1949 #ifdef CONFIG_NUMA
1950 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1951 {
1952         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1953
1954         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1955         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1956 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1957         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1958         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1959                         NR_FREE_PAGES);
1960 #else
1961         val->totalhigh = 0;
1962         val->freehigh = 0;
1963 #endif
1964         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1965 }
1966 #endif
1967
1968 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1969
1970 /*
1971  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1972  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1973  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1974  */
1975 void show_free_areas(void)
1976 {
1977         int cpu;
1978         struct zone *zone;
1979
1980         for_each_populated_zone(zone) {
1981                 show_node(zone);
1982                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1983
1984                 for_each_online_cpu(cpu) {
1985                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1986
1987                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1988
1989                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1990                                cpu, pageset->pcp.high,
1991                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1992                 }
1993         }
1994
1995         printk("Active_anon:%lu active_file:%lu inactive_anon:%lu\n"
1996                 " inactive_file:%lu"
1997 //TODO:  check/adjust line lengths
1998 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1999                 " unevictable:%lu"
2000 #endif
2001                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2002                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2003                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2004                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2005                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2006                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2007 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2008                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2009 #endif
2010                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2011                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2012                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2013                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2014                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
2015                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2016                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2017                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2018                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2019
2020         for_each_populated_zone(zone) {
2021                 int i;
2022
2023                 show_node(zone);
2024                 printk("%s"
2025                         " free:%lukB"
2026                         " min:%lukB"
2027                         " low:%lukB"
2028                         " high:%lukB"
2029                         " active_anon:%lukB"
2030                         " inactive_anon:%lukB"
2031                         " active_file:%lukB"
2032                         " inactive_file:%lukB"
2033 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2034                         " unevictable:%lukB"
2035 #endif
2036                         " present:%lukB"
2037                         " pages_scanned:%lu"
2038                         " all_unreclaimable? %s"
2039                         "\n",
2040                         zone->name,
2041                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2042                         K(zone->pages_min),
2043                         K(zone->pages_low),
2044                         K(zone->pages_high),
2045                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2046                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2047                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2048                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2049 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2050                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2051 #endif
2052                         K(zone->present_pages),
2053                         zone->pages_scanned,
2054                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
2055                         );
2056                 printk("lowmem_reserve[]:");
2057                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2058                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2059                 printk("\n");
2060         }
2061
2062         for_each_populated_zone(zone) {
2063                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2064
2065                 show_node(zone);
2066                 printk("%s: ", zone->name);
2067
2068                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2069                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2070                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2071                         total += nr[order] << order;
2072                 }
2073                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2074                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2075                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2076                 printk("= %lukB\n", K(total));
2077         }
2078
2079         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2080
2081         show_swap_cache_info();
2082 }
2083
2084 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2085 {
2086         zoneref->zone = zone;
2087         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2088 }
2089
2090 /*
2091  * Builds allocation fallback zone lists.
2092  *
2093  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2094  */
2095 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2096                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2097 {
2098         struct zone *zone;
2099
2100         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2101         zone_type++;
2102
2103         do {
2104                 zone_type--;
2105                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2106                 if (populated_zone(zone)) {
2107                         zoneref_set_zone(zone,
2108                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2109                         check_highest_zone(zone_type);
2110                 }
2111
2112         } while (zone_type);
2113         return nr_zones;
2114 }
2115
2116
2117 /*
2118  *  zonelist_order:
2119  *  0 = automatic detection of better ordering.
2120  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2121  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2122  *
2123  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2124  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2125  */
2126 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2127 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2128 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2129
2130 /* zonelist order in the kernel.
2131  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2132  */
2133 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2134 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2135
2136
2137 #ifdef CONFIG_NUMA
2138 /* The value user specified ....changed by config */
2139 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2140 /* string for sysctl */
2141 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2142 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2143
2144 /*
2145  * interface for configure zonelist ordering.
2146  * command line option "numa_zonelist_order"
2147  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2148  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2149  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2150  */
2151
2152 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2153 {
2154         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2155                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2156         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2157                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2158         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2159                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2160         } else {
2161                 printk(KERN_WARNING
2162                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2163                         "%s\n", s);
2164                 return -EINVAL;
2165         }
2166         return 0;
2167 }
2168
2169 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2170 {
2171         if (s)
2172                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2173         return 0;
2174 }
2175 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2176
2177 /*
2178  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2179  */
2180 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2181                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2182                 loff_t *ppos)
2183 {
2184         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2185         int ret;
2186
2187         if (write)
2188                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2189                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2190         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2191         if (ret)
2192                 return ret;
2193         if (write) {
2194                 int oldval = user_zonelist_order;
2195                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2196                         /*
2197                          * bogus value.  restore saved string
2198                          */
2199                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2200                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2201                         user_zonelist_order = oldval;
2202                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2203                         build_all_zonelists();
2204         }
2205         return 0;
2206 }
2207
2208
2209 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2210 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2211
2212 /**
2213  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2214  * @node: node whose fallback list we're appending
2215  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2216  *
2217  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2218  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2219  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2220  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2221  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2222  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2223  * on them otherwise.
2224  * It returns -1 if no node is found.
2225  */
2226 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2227 {
2228         int n, val;
2229         int min_val = INT_MAX;
2230         int best_node = -1;
2231         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2232
2233         /* Use the local node if we haven't already */
2234         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2235                 node_set(node, *used_node_mask);
2236                 return node;
2237         }
2238
2239         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2240
2241                 /* Don't want a node to appear more than once */
2242                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2243                         continue;
2244
2245                 /* Use the distance array to find the distance */
2246                 val = node_distance(node, n);
2247
2248                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2249                 val += (n < node);
2250
2251                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2252                 tmp = cpumask_of_node(n);
2253                 if (!cpumask_empty(tmp))
2254                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2255
2256                 /* Slight preference for less loaded node */
2257                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2258                 val += node_load[n];
2259
2260                 if (val < min_val) {
2261                         min_val = val;
2262                         best_node = n;
2263                 }
2264         }
2265
2266         if (best_node >= 0)
2267                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2268
2269         return best_node;
2270 }
2271
2272
2273 /*
2274  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2275  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2276  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2277  */
2278 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2279 {
2280         int j;
2281         struct zonelist *zonelist;
2282
2283         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2284         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2285                 ;
2286         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2287                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2288         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2289         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2290 }
2291
2292 /*
2293  * Build gfp_thisnode zonelists
2294  */
2295 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2296 {
2297         int j;
2298         struct zonelist *zonelist;
2299
2300         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2301         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2302         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2303         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2304 }
2305
2306 /*
2307  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2308  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2309  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2310  * may still exist in local DMA zone.
2311  */
2312 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2313
2314 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2315 {
2316         int pos, j, node;
2317         int zone_type;          /* needs to be signed */
2318         struct zone *z;
2319         struct zonelist *zonelist;
2320
2321         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2322         pos = 0;
2323         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2324                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2325                         node = node_order[j];
2326                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2327                         if (populated_zone(z)) {
2328                                 zoneref_set_zone(z,
2329                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2330                                 check_highest_zone(zone_type);
2331                         }
2332                 }
2333         }
2334         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2335         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2336 }
2337
2338 static int default_zonelist_order(void)
2339 {
2340         int nid, zone_type;
2341         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2342         struct zone *z;
2343         int average_size;
2344         /*
2345          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2346          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2347          * into OOM very easily.
2348          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2349          */
2350         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2351         low_kmem_size = 0;
2352         total_size = 0;
2353         for_each_online_node(nid) {
2354                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2355                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2356                         if (populated_zone(z)) {
2357                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2358                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2359                                 total_size += z->present_pages;
2360                         }
2361                 }
2362         }
2363         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2364             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2365                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2366         /*
2367          * look into each node's config.
2368          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2369          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2370          */
2371         average_size = total_size /
2372                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2373         for_each_online_node(nid) {
2374                 low_kmem_size = 0;
2375                 total_size = 0;
2376                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2377                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2378                         if (populated_zone(z)) {
2379                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2380                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2381                                 total_size += z->present_pages;
2382                         }
2383                 }
2384                 if (low_kmem_size &&
2385                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2386                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2387                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2388         }
2389         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2390 }
2391
2392 static void set_zonelist_order(void)
2393 {
2394         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2395                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2396         else
2397                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2398 }
2399
2400 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2401 {
2402         int j, node, load;
2403         enum zone_type i;
2404         nodemask_t used_mask;
2405         int local_node, prev_node;
2406         struct zonelist *zonelist;
2407         int order = current_zonelist_order;
2408
2409         /* initialize zonelists */
2410         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2411                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2412                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2413                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2414         }
2415
2416         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2417         local_node = pgdat->node_id;
2418         load = num_online_nodes();
2419         prev_node = local_node;
2420         nodes_clear(used_mask);
2421
2422         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2423         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2424         j = 0;
2425
2426         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2427                 int distance = node_distance(local_node, node);
2428
2429                 /*
2430                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2431                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2432                  */
2433                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2434                         zone_reclaim_mode = 1;
2435
2436                 /*
2437                  * We don't want to pressure a particular node.
2438                  * So adding penalty to the first node in same
2439                  * distance group to make it round-robin.
2440                  */
2441                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2442                         node_load[node] = load;
2443
2444                 prev_node = node;
2445                 load--;
2446                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2447                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2448                 else
2449                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2450         }
2451
2452         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2453                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2454                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2455         }
2456
2457         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2458 }
2459
2460 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2461 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2462 {
2463         struct zonelist *zonelist;
2464         struct zonelist_cache *zlc;
2465         struct zoneref *z;
2466
2467         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2468         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2469         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2470         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2471                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2472 }
2473
2474
2475 #else   /* CONFIG_NUMA */
2476
2477 static void set_zonelist_order(void)
2478 {
2479         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2480 }
2481
2482 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2483 {
2484         int node, local_node;
2485         enum zone_type j;
2486         struct zonelist *zonelist;
2487
2488         local_node = pgdat->node_id;
2489
2490         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2491         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2492
2493         /*
2494          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2495          * of all the other nodes.
2496          * We don't want to pressure a particular node, so when
2497          * building the zones for node N, we make sure that the
2498          * zones coming right after the local ones are those from
2499          * node N+1 (modulo N)
2500          */
2501         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2502                 if (!node_online(node))
2503                         continue;
2504                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2505                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2506         }
2507         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2508                 if (!node_online(node))
2509                         continue;
2510                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2511                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2512         }
2513
2514         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2515         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2516 }
2517
2518 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2519 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2520 {
2521         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2522 }
2523
2524 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2525
2526 /* return values int ....just for stop_machine() */
2527 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2528 {
2529         int nid;
2530
2531         for_each_online_node(nid) {
2532                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2533
2534                 build_zonelists(pgdat);
2535                 build_zonelist_cache(pgdat);
2536         }
2537         return 0;
2538 }
2539
2540 void build_all_zonelists(void)
2541 {
2542         set_zonelist_order();
2543
2544         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2545                 __build_all_zonelists(NULL);
2546                 mminit_verify_zonelist();
2547                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2548         } else {
2549                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2550                    of zonelist */
2551                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2552                 /* cpuset refresh routine should be here */
2553         }
2554         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2555         /*
2556          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2557          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2558          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2559          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2560          * disabled and enable it later
2561          */
2562         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2563                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2564         else
2565                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2566
2567         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2568                 "Total pages: %ld\n",
2569                         num_online_nodes(),
2570                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2571                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2572                         vm_total_pages);
2573 #ifdef CONFIG_NUMA
2574         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2575 #endif
2576 }
2577
2578 /*
2579  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2580  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2581  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2582  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2583  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2584  * conservative, even though it seems large.
2585  *
2586  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2587  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2588  */
2589 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2590
2591 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2592 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2593 {
2594         unsigned long size = 1;
2595
2596         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2597
2598         while (size < pages)
2599                 size <<= 1;
2600
2601         /*
2602          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2603          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2604          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2605          */
2606         size = min(size, 4096UL);
2607
2608         return max(size, 4UL);
2609 }
2610 #else
2611 /*
2612  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2613  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2614  *
2615  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2616  *
2617  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2618  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2619  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2620  *
2621  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2622  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2623  *
2624  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2625  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2626  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2627  */
2628 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2629 {
2630         return 4096UL;
2631 }
2632 #endif
2633
2634 /*
2635  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2636  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2637  * hash function before the remainder is taken.
2638  */
2639 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2640 {
2641         return ffz(~size);
2642 }
2643
2644 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2645
2646 /*
2647  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2648  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2649  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2650  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2651  * blocks as reclaim kicks in
2652  */
2653 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2654 {
2655         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2656         struct page *page;
2657         unsigned long reserve, block_migratetype;
2658
2659         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2660         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2661         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2662         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2663                                                         pageblock_order;
2664
2665         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2666                 if (!pfn_valid(pfn))
2667                         continue;
2668                 page = pfn_to_page(pfn);
2669
2670                 /* Watch out for overlapping nodes */
2671                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2672                         continue;
2673
2674                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2675                 if (PageReserved(page))
2676                         continue;
2677
2678                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2679
2680                 /* If this block is reserved, account for it */
2681                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2682                         reserve--;
2683                         continue;
2684                 }
2685
2686                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2687                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2688                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2689                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2690                         reserve--;
2691                         continue;
2692                 }
2693
2694                 /*
2695                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2696                  * take it back
2697                  */
2698                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2699                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2700                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2701                 }
2702         }
2703 }
2704
2705 /*
2706  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2707  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2708  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2709  */
2710 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2711                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2712 {
2713         struct page *page;
2714         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2715         unsigned long pfn;
2716         struct zone *z;
2717
2718         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
2719                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
2720
2721         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2722         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2723                 /*
2724                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2725                  * handed to this function.  They do not
2726                  * exist on hotplugged memory.
2727                  */
2728                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2729                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2730                                 continue;
2731                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2732                                 continue;
2733                 }
2734                 page = pfn_to_page(pfn);
2735                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2736                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2737                 init_page_count(page);
2738                 reset_page_mapcount(page);
2739                 SetPageReserved(page);
2740                 /*
2741                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2742                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2743                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2744                  * the address space during boot when many long-lived
2745                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2746                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2747                  * setup_zone_migrate_reserve()
2748                  *
2749                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2750                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2751                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2752                  * pfn out of zone.
2753                  */
2754                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2755                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2756                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2757                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2758
2759                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2760 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2761                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2762                 if (!is_highmem_idx(zone))
2763                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2764 #endif
2765         }
2766 }
2767
2768 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2769 {
2770         int order, t;
2771         for_each_migratetype_order(order, t) {
2772                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2773                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2774         }
2775 }
2776
2777 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2778 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2779         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2780 #endif
2781
2782 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2783 {
2784 #ifdef CONFIG_MMU
2785         int batch;
2786
2787         /*
2788          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2789          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2790          *
2791          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2792          */
2793         batch = zone->present_pages / 1024;
2794         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2795                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2796         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2797         if (batch < 1)
2798                 batch = 1;
2799
2800         /*
2801          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2802          * of 2 value was found to be more likely to have
2803          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2804          *
2805          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2806          * batches of pages, one task can end up with a lot
2807          * of pages of one half of the possible page colors
2808          * and the other with pages of the other colors.
2809          */
2810         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
2811
2812         return batch;
2813
2814 #else
2815         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
2816          * conditions.
2817          *
2818          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
2819          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
2820          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
2821          *
2822          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
2823          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
2824          * can be a significant delay between the individual batches being
2825          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
2826          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
2827          */
2828         return 0;
2829 #endif
2830 }
2831
2832 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2833 {
2834         struct per_cpu_pages *pcp;
2835
2836         memset(p, 0, sizeof(*p));
2837
2838         pcp = &p->pcp;
2839         pcp->count = 0;
2840         pcp->high = 6 * batch;
2841         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2842         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2843 }
2844
2845 /*
2846  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2847  * to the value high for the pageset p.
2848  */
2849
2850 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2851                                 unsigned long high)
2852 {
2853         struct per_cpu_pages *pcp;
2854
2855         pcp = &p->pcp;
2856         pcp->high = high;
2857         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2858         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2859                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2860 }
2861
2862
2863 #ifdef CONFIG_NUMA
2864 /*
2865  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2866  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2867  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2868  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2869  * with interrupts disabled.
2870  *
2871  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2872  *
2873  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2874  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2875  * hotplugged processors.
2876  *
2877  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2878  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2879  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2880  */
2881 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2882
2883 /*
2884  * Dynamically allocate memory for the
2885  * per cpu pageset array in struct zone.
2886  */
2887 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2888 {
2889         struct zone *zone, *dzone;
2890         int node = cpu_to_node(cpu);
2891
2892         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2893
2894         for_each_populated_zone(zone) {
2895                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2896                                          GFP_KERNEL, node);
2897                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2898                         goto bad;
2899
2900                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2901
2902                 if (percpu_pagelist_fraction)
2903                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2904                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2905         }
2906
2907         return 0;
2908 bad:
2909         for_each_zone(dzone) {
2910                 if (!populated_zone(dzone))
2911                         continue;
2912                 if (dzone == zone)
2913                         break;
2914                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2915                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2916         }
2917         return -ENOMEM;
2918 }
2919
2920 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2921 {
2922         struct zone *zone;
2923
2924         for_each_zone(zone) {
2925                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2926
2927                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2928                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2929                         kfree(pset);
2930                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2931         }
2932 }
2933
2934 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2935                 unsigned long action,
2936                 void *hcpu)
2937 {
2938         int cpu = (long)hcpu;
2939         int ret = NOTIFY_OK;
2940
2941         switch (action) {
2942         case CPU_UP_PREPARE:
2943         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2944                 if (process_zones(cpu))
2945                         ret = NOTIFY_BAD;
2946                 break;
2947         case CPU_UP_CANCELED:
2948         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2949         case CPU_DEAD:
2950         case CPU_DEAD_FROZEN:
2951                 free_zone_pagesets(cpu);
2952                 break;
2953         default:
2954                 break;
2955         }
2956         return ret;
2957 }
2958
2959 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2960         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2961
2962 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2963 {
2964         int err;
2965
2966         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2967          * A cpuup callback will do this for every cpu
2968          * as it comes online
2969          */
2970         err = process_zones(smp_processor_id());
2971         BUG_ON(err);
2972         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2973 }
2974
2975 #endif
2976
2977 static noinline __init_refok
2978 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2979 {
2980         int i;
2981         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2982         size_t alloc_size;
2983
2984         /*
2985          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2986          * per zone.
2987          */
2988         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2989                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2990         zone->wait_table_bits =
2991                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2992         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2993                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2994
2995         if (!slab_is_available()) {
2996                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2997                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2998         } else {
2999                 /*
3000                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3001                  * via memory hot-add.
3002                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3003                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3004                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3005                  * node itself as well.
3006                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3007                  * necessary.
3008                  */
3009                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3010         }
3011         if (!zone->wait_table)
3012                 return -ENOMEM;
3013
3014         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3015                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3016
3017         return 0;
3018 }
3019
3020 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3021 {
3022         int cpu;
3023         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
3024
3025         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
3026 #ifdef CONFIG_NUMA
3027                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
3028                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
3029                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
3030 #else
3031                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
3032 #endif
3033         }
3034         if (zone->present_pages)
3035                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
3036                         zone->name, zone->present_pages, batch);
3037 }
3038
3039 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3040                                         unsigned long zone_start_pfn,
3041                                         unsigned long size,
3042                                         enum memmap_context context)
3043 {
3044         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3045         int ret;
3046         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3047         if (ret)
3048                 return ret;
3049         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3050
3051         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3052
3053         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3054                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3055                         pgdat->node_id,
3056                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3057                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3058
3059         zone_init_free_lists(zone);
3060
3061         return 0;
3062 }
3063
3064 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3065 /*
3066  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3067  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3068  */
3069 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3070 {
3071         int i;
3072
3073         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3074                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3075                         return i;
3076
3077         return -1;
3078 }
3079
3080 /*
3081  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3082  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3083  */
3084 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3085 {
3086         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3087                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3088                         return index;
3089
3090         return -1;
3091 }
3092
3093 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3094 /*
3095  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3096  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3097  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3098  * alternative
3099  */
3100 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3101 {
3102         int i;
3103
3104         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3105                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3106                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3107
3108                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3109                         return early_node_map[i].nid;
3110         }
3111         /* This is a memory hole */
3112         return -1;
3113 }
3114 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3115
3116 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3117 {
3118         int nid;
3119
3120         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3121         if (nid >= 0)
3122                 return nid;
3123         /* just returns 0 */
3124         return 0;
3125 }
3126
3127 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3128 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3129 {
3130         int nid;
3131
3132         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3133         if (nid >= 0 && nid != node)
3134                 return false;
3135         return true;
3136 }
3137 #endif
3138
3139 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3140 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3141         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3142                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3143
3144 /**
3145  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3146  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3147  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3148  *
3149  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3150  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3151  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3152  */
3153 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3154                                                 unsigned long max_low_pfn)
3155 {
3156         int i;
3157
3158         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3159                 unsigned long size_pages = 0;
3160                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3161
3162                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3163                         continue;
3164
3165                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3166                         end_pfn = max_low_pfn;
3167
3168                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3169                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3170                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3171                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3172         }
3173 }
3174
3175 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3176 {
3177         int i;
3178         int ret;
3179
3180         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3181                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3182                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3183                 if (ret)
3184                         break;
3185         }
3186 }
3187 /**
3188  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3189  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3190  *
3191  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3192  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3193  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3194  */
3195 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3196 {
3197         int i;
3198
3199         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3200                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3201                                 early_node_map[i].start_pfn,
3202                                 early_node_map[i].end_pfn);
3203 }
3204
3205 /**
3206  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3207  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3208  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3209  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3210  *
3211  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3212  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3213  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3214  * PFNs will be 0.
3215  */
3216 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3217                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3218 {
3219         int i;
3220         *start_pfn = -1UL;
3221         *end_pfn = 0;
3222
3223         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3224                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3225                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3226         }
3227
3228         if (*start_pfn == -1UL)
3229                 *start_pfn = 0;
3230 }
3231
3232 /*
3233  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3234  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3235  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3236  */
3237 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3238 {
3239         int zone_index;
3240         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3241                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3242                         continue;
3243
3244                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3245                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3246                         break;
3247         }
3248
3249         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3250         movable_zone = zone_index;
3251 }
3252
3253 /*
3254  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3255  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3256  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3257  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3258  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3259  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3260  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3261  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3262  */
3263 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3264                                         unsigned long zone_type,
3265                                         unsigned long node_start_pfn,
3266                                         unsigned long node_end_pfn,
3267                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3268                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3269 {
3270         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3271         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3272                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3273                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3274                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3275                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3276                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3277
3278                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3279                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3280                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3281                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3282
3283                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3284                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3285                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3286         }
3287 }
3288
3289 /*
3290  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3291  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3292  */
3293 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3294                                         unsigned long zone_type,
3295                                         unsigned long *ignored)
3296 {
3297         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3298         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3299
3300         /* Get the start and end of the node and zone */
3301         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3302         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3303         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3304         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3305                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3306                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3307
3308         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3309         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3310                 return 0;
3311
3312         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3313         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3314         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3315
3316         /* Return the spanned pages */
3317         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3318 }
3319
3320 /*
3321  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3322  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3323  */
3324 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3325                                 unsigned long range_start_pfn,
3326                                 unsigned long range_end_pfn)
3327 {
3328         int i = 0;
3329         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3330         unsigned long start_pfn;
3331
3332         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3333         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3334         if (i == -1)
3335                 return 0;
3336
3337         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3338
3339         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3340         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3341                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3342
3343         /* Find all holes for the zone within the node */
3344         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3345
3346                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3347                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3348                         break;
3349
3350                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3351                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3352                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3353
3354                 /* Update the hole size cound and move on */
3355                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3356                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3357                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3358                 }
3359                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3360         }
3361
3362         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3363         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3364                 hole_pages += range_end_pfn -
3365                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3366
3367         return hole_pages;
3368 }
3369
3370 /**
3371  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3372  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3373  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3374  *
3375  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3376  */
3377 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3378                                                         unsigned long end_pfn)
3379 {
3380         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3381 }
3382
3383 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3384 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3385                                         unsigned long zone_type,
3386                                         unsigned long *ignored)
3387 {
3388         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3389         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3390
3391         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3392         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3393                                                         node_start_pfn);
3394         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3395                                                         node_end_pfn);
3396
3397         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3398                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3399                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3400         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3401 }
3402
3403 #else
3404 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3405                                         unsigned long zone_type,
3406                                         unsigned long *zones_size)
3407 {
3408         return zones_size[zone_type];
3409 }
3410
3411 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3412                                                 unsigned long zone_type,
3413                                                 unsigned long *zholes_size)
3414 {
3415         if (!zholes_size)
3416                 return 0;
3417
3418         return zholes_size[zone_type];
3419 }
3420
3421 #endif
3422
3423 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3424                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3425 {
3426         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3427         enum zone_type i;
3428
3429         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3430                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3431                                                                 zones_size);
3432         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3433
3434         realtotalpages = totalpages;
3435         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3436                 realtotalpages -=
3437                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3438                                                                 zholes_size);
3439         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3440         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3441                                                         realtotalpages);
3442 }
3443
3444 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3445 /*
3446  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3447  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3448  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3449  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3450  * bytes.
3451  */
3452 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3453 {
3454         unsigned long usemapsize;
3455
3456         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3457         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3458         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3459         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3460
3461         return usemapsize / 8;
3462 }
3463
3464 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3465                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3466 {
3467         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3468         zone->pageblock_flags = NULL;
3469         if (usemapsize)
3470                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3471 }
3472 #else
3473 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3474                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3475 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3476
3477 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3478
3479 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3480 static inline int pageblock_default_order(void)
3481 {
3482         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3483                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3484
3485         return MAX_ORDER-1;
3486 }
3487
3488 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3489 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3490 {
3491         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3492         if (pageblock_order)
3493                 return;
3494
3495         /*
3496          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3497          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3498          */
3499         pageblock_order = order;
3500 }
3501 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3502
3503 /*
3504  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3505  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3506  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3507  * pageblock_order based on the kernel config
3508  */
3509 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3510 {
3511         return MAX_ORDER-1;
3512 }
3513 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3514
3515 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3516
3517 /*
3518  * Set up the zone data structures:
3519  *   - mark all pages reserved
3520  *   - mark all memory queues empty
3521  *   - clear the memory bitmaps
3522  */
3523 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3524                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3525 {
3526         enum zone_type j;
3527         int nid = pgdat->node_id;
3528         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3529         int ret;
3530
3531         pgdat_resize_init(pgdat);
3532         pgdat->nr_zones = 0;
3533         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3534         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3535         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3536         
3537         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3538                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3539                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3540                 enum lru_list l;
3541
3542                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3543                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3544                                                                 zholes_size);
3545
3546                 /*
3547                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3548                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3549                  * and per-cpu initialisations
3550                  */
3551                 memmap_pages =
3552                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3553                 if (realsize >= memmap_pages) {
3554                         realsize -= memmap_pages;
3555                         if (memmap_pages)
3556                                 printk(KERN_DEBUG
3557                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3558                                        zone_names[j], memmap_pages);
3559                 } else
3560                         printk(KERN_WARNING
3561                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3562                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3563
3564                 /* Account for reserved pages */
3565                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3566                         realsize -= dma_reserve;
3567                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3568                                         zone_names[0], dma_reserve);
3569                 }
3570
3571                 if (!is_highmem_idx(j))
3572                         nr_kernel_pages += realsize;
3573                 nr_all_pages += realsize;
3574
3575                 zone->spanned_pages = size;
3576                 zone->present_pages = realsize;
3577 #ifdef CONFIG_NUMA
3578                 zone->node = nid;
3579                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3580                                                 / 100;
3581                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3582 #endif
3583                 zone->name = zone_names[j];
3584                 spin_lock_init(&zone->lock);
3585                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3586                 zone_seqlock_init(zone);
3587                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3588
3589                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3590
3591                 zone_pcp_init(zone);
3592                 for_each_lru(l) {
3593                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3594                         zone->lru[l].nr_scan = 0;
3595                 }
3596                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
3597                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
3598                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
3599                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
3600                 zap_zone_vm_stats(zone);
3601                 zone->flags = 0;
3602                 if (!size)
3603                         continue;
3604
3605                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3606                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3607                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3608                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3609                 BUG_ON(ret);
3610                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3611                 zone_start_pfn += size;
3612         }
3613 }
3614
3615 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3616 {
3617         /* Skip empty nodes */
3618         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3619                 return;
3620
3621 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3622         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3623         if (!pgdat->node_mem_map) {
3624                 unsigned long size, start, end;
3625                 struct page *map;
3626
3627                 /*
3628                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3629                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3630                  * for the buddy allocator to function correctly.
3631                  */
3632                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3633                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3634                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3635                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3636                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3637                 if (!map)
3638                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3639                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3640         }
3641 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3642         /*
3643          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3644          */
3645         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3646                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3647 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3648                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3649                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3650 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3651         }
3652 #endif
3653 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3654 }
3655
3656 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3657                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3658 {
3659         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3660
3661         pgdat->node_id = nid;
3662         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3663         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3664
3665         alloc_node_mem_map(pgdat);
3666 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3667         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3668                 nid, (unsigned long)pgdat,
3669                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3670 #endif
3671
3672         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3673 }
3674
3675 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3676
3677 #if MAX_NUMNODES > 1
3678 /*
3679  * Figure out the number of possible node ids.
3680  */
3681 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3682 {
3683         unsigned int node;
3684         unsigned int highest = 0;
3685
3686         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3687                 highest = node;
3688         nr_node_ids = highest + 1;
3689 }
3690 #else
3691 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3692 {
3693 }
3694 #endif
3695
3696 /**
3697  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3698  * @nid: The node ID the range resides on
3699  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3700  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3701  *
3702  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3703  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3704  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3705  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3706  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3707  */
3708 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3709                                                 unsigned long end_pfn)
3710 {
3711         int i;
3712
3713         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3714                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3715                         "%d entries of %d used\n",
3716                         nid, start_pfn, end_pfn,
3717                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3718
3719         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3720
3721         /* Merge with existing active regions if possible */
3722         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3723                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3724                         continue;
3725
3726                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3727                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3728                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3729                         return;
3730
3731                 /* Merge forward if suitable */
3732                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3733                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3734                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3735                         return;
3736                 }
3737
3738                 /* Merge backward if suitable */
3739                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3740                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3741                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3742                         return;
3743                 }
3744         }
3745
3746         /* Check that early_node_map is large enough */
3747         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3748                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3749                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3750                 return;
3751         }
3752
3753         early_node_map[i].nid = nid;
3754         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3755         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3756         nr_nodemap_entries = i + 1;
3757 }
3758
3759 /**
3760  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3761  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3762  * @start_pfn: The new PFN of the range
3763  * @end_pfn: The new PFN of the range
3764  *
3765  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3766  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3767  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3768  * range.
3769  */
3770 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3771                                 unsigned long end_pfn)
3772 {
3773         int i, j;
3774         int removed = 0;
3775
3776         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3777                           nid, start_pfn, end_pfn);
3778
3779         /* Find the old active region end and shrink */
3780         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3781                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3782                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3783                         /* clear it */
3784                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3785                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3786                         removed = 1;
3787                         continue;
3788                 }
3789                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3790                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3791                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3792                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3793                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3794                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3795                         continue;
3796                 }
3797                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3798                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3799                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3800                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3801                         continue;
3802                 }
3803         }
3804
3805         if (!removed)
3806                 return;
3807
3808         /* remove the blank ones */
3809         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3810                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3811                         continue;
3812                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3813                         continue;
3814                 /* we found it, get rid of it */
3815                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3816                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3817                                 sizeof(early_node_map[j]));
3818                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3819                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3820                 nr_nodemap_entries--;
3821         }
3822 }
3823
3824 /**
3825  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3826  *
3827  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3828  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3829  * all currently registered regions.
3830  */
3831 void __init remove_all_active_ranges(void)
3832 {
3833         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3834         nr_nodemap_entries = 0;
3835 }
3836
3837 /* Compare two active node_active_regions */
3838 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3839 {
3840         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3841         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3842
3843         /* Done this way to avoid overflows */
3844         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3845                 return 1;
3846         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3847                 return -1;
3848
3849         return 0;
3850 }
3851
3852 /* sort the node_map by start_pfn */
3853 static void __init sort_node_map(void)
3854 {
3855         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3856                         sizeof(struct node_active_region),
3857                         cmp_node_active_region, NULL);
3858 }
3859
3860 /* Find the lowest pfn for a node */
3861 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3862 {
3863         int i;
3864         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3865
3866         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3867         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3868                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3869
3870         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3871                 printk(KERN_WARNING
3872                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3873                 return 0;
3874         }
3875
3876         return min_pfn;
3877 }
3878
3879 /**
3880  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3881  *
3882  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3883  * add_active_range().
3884  */
3885 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3886 {
3887         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3888 }
3889
3890 /*
3891  * early_calculate_totalpages()
3892  * Sum pages in active regions for movable zone.
3893  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3894  */
3895 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3896 {
3897         int i;
3898         unsigned long totalpages = 0;
3899
3900         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3901                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3902                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3903                 totalpages += pages;
3904                 if (pages)
3905                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3906         }
3907         return totalpages;
3908 }
3909
3910 /*
3911  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3912  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3913  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3914  * others
3915  */
3916 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3917 {
3918         int i, nid;
3919         unsigned long usable_startpfn;
3920         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3921         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3922         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3923
3924         /*
3925          * If movablecore was specified, calculate what size of
3926          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3927          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3928          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3929          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3930          * what movablecore would have allowed.
3931          */
3932         if (required_movablecore) {
3933                 unsigned long corepages;
3934
3935                 /*
3936                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3937                  * was requested by the user
3938                  */
3939                 required_movablecore =
3940                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3941                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3942
3943                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3944         }
3945
3946         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3947         if (!required_kernelcore)
3948                 return;
3949
3950         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3951         find_usable_zone_for_movable();
3952         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3953
3954 restart:
3955         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3956         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3957         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3958                 /*
3959                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3960                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3961                  * amount of memory for the kernel
3962                  */
3963                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3964                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3965
3966                 /*
3967                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3968                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3969                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3970                  */
3971                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3972
3973                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3974                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3975                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3976                         unsigned long size_pages;
3977
3978                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3979                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3980                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3981                         if (start_pfn >= end_pfn)
3982                                 continue;
3983
3984                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3985                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3986                                 unsigned long kernel_pages;
3987                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3988                                                                 - start_pfn;
3989
3990                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3991                                                         kernelcore_remaining);
3992                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3993                                                         required_kernelcore);
3994
3995                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3996                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3997
3998                                         /*
3999                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4000                                          * that if we have to rebalance
4001                                          * kernelcore across nodes, we will
4002                                          * not double account here
4003                                          */
4004                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4005                                         continue;
4006                                 }
4007                                 start_pfn = usable_startpfn;
4008                         }
4009
4010                         /*
4011                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4012                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4013                          * number of pages used as kernelcore
4014                          */
4015                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4016                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4017                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4018                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4019
4020                         /*
4021                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4022                          * break if the kernelcore for this node has been
4023                          * satisified
4024                          */
4025                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4026                                                                 size_pages);
4027                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4028                         if (!kernelcore_remaining)
4029                                 break;
4030                 }
4031         }
4032
4033         /*
4034          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4035          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4036          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4037          * satisified
4038          */
4039         usable_nodes--;
4040         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4041                 goto restart;
4042
4043         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4044         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4045                 zone_movable_pfn[nid] =
4046                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4047 }
4048
4049 /* Any regular memory on that node ? */
4050 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4051 {
4052 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4053         enum zone_type zone_type;
4054
4055         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4056                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4057                 if (zone->present_pages)
4058                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4059         }
4060 #endif
4061 }
4062
4063 /**
4064  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4065  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4066  *
4067  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4068  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4069  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4070  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4071  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4072  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4073  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4074  * at arch_max_dma_pfn.
4075  */
4076 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4077 {
4078         unsigned long nid;
4079         int i;
4080
4081         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4082         sort_node_map();
4083
4084         /* Record where the zone boundaries are */
4085         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4086                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4087         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4088                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4089         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4090         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4091         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4092                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4093                         continue;
4094                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4095                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4096                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4097                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4098         }
4099         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4100         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4101
4102         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4103         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4104         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4105
4106         /* Print out the zone ranges */
4107         printk("Zone PFN ranges:\n");
4108         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4109                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4110                         continue;
4111                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4112                                 zone_names[i],
4113                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4114                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4115         }
4116
4117         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4118         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4119         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4120                 if (zone_movable_pfn[i])
4121                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4122         }
4123
4124         /* Print out the early_node_map[] */
4125         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4126         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4127                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4128                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4129                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4130
4131         /* Initialise every node */
4132         mminit_verify_pageflags_layout();
4133         setup_nr_node_ids();
4134         for_each_online_node(nid) {
4135                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4136                 free_area_init_node(nid, NULL,
4137                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4138
4139                 /* Any memory on that node */
4140                 if (pgdat->node_present_pages)
4141                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4142                 check_for_regular_memory(pgdat);
4143         }
4144 }
4145
4146 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4147 {
4148         unsigned long long coremem;
4149         if (!p)
4150                 return -EINVAL;
4151
4152         coremem = memparse(p, &p);
4153         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4154
4155         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4156         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4157
4158         return 0;
4159 }
4160
4161 /*
4162  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4163  * cannot be reclaimed or migrated.
4164  */
4165 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4166 {
4167         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4168 }
4169
4170 /*
4171  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4172  * can be reclaimed or migrated.
4173  */
4174 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4175 {
4176         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4177 }
4178
4179 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4180 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4181
4182 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4183
4184 /**
4185  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4186  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4187  *
4188  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4189  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4190  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4191  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4192  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4193  * smaller per-cpu batchsize.
4194  */
4195 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4196 {
4197         dma_reserve = new_dma_reserve;
4198 }
4199
4200 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4201 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4202 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4203 #endif
4204
4205 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4206 {
4207         free_area_init_node(0, zones_size,
4208                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4209 }
4210
4211 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4212                                  unsigned long action, void *hcpu)
4213 {
4214         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4215
4216         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4217                 drain_pages(cpu);
4218
4219                 /*
4220                  * Spill the event counters of the dead processor
4221                  * into the current processors event counters.
4222                  * This artificially elevates the count of the current
4223                  * processor.
4224                  */
4225                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4226
4227                 /*
4228                  * Zero the differential counters of the dead processor
4229                  * so that the vm statistics are consistent.
4230                  *
4231                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4232                  * race with what we are doing.
4233                  */
4234                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4235         }
4236         return NOTIFY_OK;
4237 }
4238
4239 void __init page_alloc_init(void)
4240 {
4241         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4242 }
4243
4244 /*
4245  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4246  *      or min_free_kbytes changes.
4247  */
4248 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4249 {
4250         struct pglist_data *pgdat;
4251         unsigned long reserve_pages = 0;
4252         enum zone_type i, j;
4253
4254         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4255                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4256                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4257                         unsigned long max = 0;
4258
4259                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4260                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4261                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4262                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4263                         }
4264
4265                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4266                         max += zone->pages_high;
4267
4268                         if (max > zone->present_pages)
4269                                 max = zone->present_pages;
4270                         reserve_pages += max;
4271                 }
4272         }
4273         totalreserve_pages = reserve_pages;
4274 }
4275
4276 /*
4277  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4278  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4279  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4280  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4281  */
4282 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4283 {
4284         struct pglist_data *pgdat;
4285         enum zone_type j, idx;
4286
4287         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4288                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4289                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4290                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4291
4292                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4293
4294                         idx = j;
4295                         while (idx) {
4296                                 struct zone *lower_zone;
4297
4298                                 idx--;
4299
4300                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4301                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4302
4303                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4304                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4305                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4306                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4307                         }
4308                 }
4309         }
4310
4311         /* update totalreserve_pages */
4312         calculate_totalreserve_pages();
4313 }
4314
4315 /**
4316  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4317  *
4318  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4319  * with respect to min_free_kbytes.
4320  */
4321 void setup_per_zone_pages_min(void)
4322 {
4323         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4324         unsigned long lowmem_pages = 0;
4325         struct zone *zone;
4326         unsigned long flags;
4327
4328         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4329         for_each_zone(zone) {
4330                 if (!is_highmem(zone))
4331                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4332         }
4333
4334         for_each_zone(zone) {
4335                 u64 tmp;
4336
4337                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4338                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4339                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4340                 if (is_highmem(zone)) {
4341                         /*
4342                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4343                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4344                          * value here.
4345                          *
4346                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4347                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4348                          * not be capped for highmem.
4349                          */
4350                         int min_pages;
4351
4352                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4353                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4354                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4355                         if (min_pages > 128)
4356                                 min_pages = 128;
4357                         zone->pages_min = min_pages;
4358                 } else {
4359                         /*
4360                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4361                          * proportionate to the zone's size.
4362                          */
4363                         zone->pages_min = tmp;
4364                 }
4365
4366                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4367                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4368                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4369                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4370         }
4371
4372         /* update totalreserve_pages */
4373         calculate_totalreserve_pages();
4374 }
4375
4376 /**
4377  * setup_per_zone_inactive_ratio - called when min_free_kbytes changes.
4378  *
4379  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4380  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4381  * to be referenced again before it is swapped out.
4382  *
4383  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4384  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4385  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4386  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4387  *
4388  * total     target    max
4389  * memory    ratio     inactive anon
4390  * -------------------------------------
4391  *   10MB       1         5MB
4392  *  100MB       1        50MB
4393  *    1GB       3       250MB
4394  *   10GB      10       0.9GB
4395  *  100GB      31         3GB
4396  *    1TB     101        10GB
4397  *   10TB     320        32GB
4398  */
4399 static void setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4400 {
4401         struct zone *zone;
4402
4403         for_each_zone(zone) {
4404                 unsigned int gb, ratio;
4405
4406                 /* Zone size in gigabytes */
4407                 gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4408                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4409                 if (!ratio)
4410                         ratio = 1;
4411
4412                 zone->inactive_ratio = ratio;
4413         }
4414 }
4415
4416 /*
4417  * Initialise min_free_kbytes.
4418  *
4419  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4420  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4421  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4422  *
4423  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4424  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4425  *
4426  * which yields
4427  *
4428  * 16MB:        512k
4429  * 32MB:        724k
4430  * 64MB:        1024k
4431  * 128MB:       1448k
4432  * 256MB:       2048k
4433  * 512MB:       2896k
4434  * 1024MB:      4096k
4435  * 2048MB:      5792k
4436  * 4096MB:      8192k
4437  * 8192MB:      11584k
4438  * 16384MB:     16384k
4439  */
4440 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4441 {
4442         unsigned long lowmem_kbytes;
4443
4444         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4445
4446         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4447         if (min_free_kbytes < 128)
4448                 min_free_kbytes = 128;
4449         if (min_free_kbytes > 65536)
4450                 min_free_kbytes = 65536;
4451         setup_per_zone_pages_min();
4452         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4453         setup_per_zone_inactive_ratio();
4454         return 0;
4455 }
4456 module_init(init_per_zone_pages_min)
4457
4458 /*
4459  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4460  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4461  *      changes.
4462  */
4463 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4464         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4465 {
4466         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4467         if (write)
4468                 setup_per_zone_pages_min();
4469         return 0;
4470 }
4471
4472 #ifdef CONFIG_NUMA
4473 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4474         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4475 {
4476         struct zone *zone;
4477         int rc;
4478
4479         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4480         if (rc)
4481                 return rc;
4482
4483         for_each_zone(zone)
4484                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4485                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4486         return 0;
4487 }
4488
4489 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4490         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4491 {
4492         struct zone *zone;
4493         int rc;
4494
4495         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4496         if (rc)
4497                 return rc;
4498
4499         for_each_zone(zone)
4500                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4501                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4502         return 0;
4503 }
4504 #endif
4505
4506 /*
4507  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4508  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4509  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4510  *
4511  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4512  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4513  * if in function of the boot time zone sizes.
4514  */
4515 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4516         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4517 {
4518         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4519         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4520         return 0;
4521 }
4522
4523 /*
4524  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4525  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4526  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4527  */
4528
4529 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4530         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4531 {
4532         struct zone *zone;
4533         unsigned int cpu;
4534         int ret;
4535
4536         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4537         if (!write || (ret == -EINVAL))
4538                 return ret;
4539         for_each_zone(zone) {
4540                 for_each_online_cpu(cpu) {
4541                         unsigned long  high;
4542                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4543                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4544                 }
4545         }
4546         return 0;
4547 }
4548
4549 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4550
4551 #ifdef CONFIG_NUMA
4552 static int __init set_hashdist(char *str)
4553 {
4554         if (!str)
4555                 return 0;
4556         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4557         return 1;
4558 }
4559 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4560 #endif
4561
4562 /*
4563  * allocate a large system hash table from bootmem
4564  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4565  *   quantity of entries
4566  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4567  */
4568 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4569                                      unsigned long bucketsize,
4570                                      unsigned long numentries,
4571                                      int scale,
4572                                      int flags,
4573                                      unsigned int *_hash_shift,
4574                                      unsigned int *_hash_mask,
4575                                      unsigned long limit)
4576 {
4577         unsigned long long max = limit;
4578         unsigned long log2qty, size;
4579         void *table = NULL;
4580
4581         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4582         if (!numentries) {
4583                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4584                 numentries = nr_kernel_pages;
4585                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4586                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4587                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4588
4589                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4590                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4591                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4592                 else
4593                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4594
4595                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4596                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4597                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4598         }
4599         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4600
4601         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4602         if (max == 0) {
4603                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4604                 do_div(max, bucketsize);
4605         }
4606
4607         if (numentries > max)
4608                 numentries = max;
4609
4610         log2qty = ilog2(numentries);
4611
4612         do {
4613                 size = bucketsize << log2qty;
4614                 if (flags & HASH_EARLY)
4615                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4616                 else if (hashdist)
4617                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4618                 else {
4619                         unsigned long order = get_order(size);
4620
4621                         if (order < MAX_ORDER)
4622                                 table = (void *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC,
4623                                                                 order);
4624                         /*
4625                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4626                          * some pages at the end of hash table.
4627                          */
4628                         if (table) {
4629                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4630                                                 (PAGE_SIZE << order);
4631                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4632                                                 PAGE_ALIGN(size);
4633                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4634                                 while (used < alloc_end) {
4635                                         free_page(used);
4636                                         used += PAGE_SIZE;
4637                                 }
4638                         }
4639                 }
4640         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4641
4642         if (!table)
4643                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4644
4645         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4646                tablename,
4647                (1U << log2qty),
4648                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4649                size);
4650
4651         if (_hash_shift)
4652                 *_hash_shift = log2qty;
4653         if (_hash_mask)
4654                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4655
4656         /*
4657          * If hashdist is set, the table allocation is done with __vmalloc()
4658          * which invokes the kmemleak_alloc() callback. This function may also
4659          * be called before the slab and kmemleak are initialised when
4660          * kmemleak simply buffers the request to be executed later
4661          * (GFP_ATOMIC flag ignored in this case).
4662          */
4663         if (!hashdist)
4664                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
4665
4666         return table;
4667 }
4668
4669 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4670 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4671                                                         unsigned long pfn)
4672 {
4673 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4674         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4675 #else
4676         return zone->pageblock_flags;
4677 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4678 }
4679
4680 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4681 {
4682 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4683         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4684         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4685 #else
4686         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4687         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4688 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4689 }
4690
4691 /**
4692  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4693  * @page: The page within the block of interest
4694  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4695  * @end_bitidx: The last bit of interest
4696  * returns pageblock_bits flags
4697  */
4698 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4699                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4700 {
4701         struct zone *zone;
4702         unsigned long *bitmap;
4703         unsigned long pfn, bitidx;
4704         unsigned long flags = 0;
4705         unsigned long value = 1;
4706
4707         zone = page_zone(page);
4708         pfn = page_to_pfn(page);
4709         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4710         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4711
4712         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4713                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4714                         flags |= value;
4715
4716         return flags;
4717 }
4718
4719 /**
4720  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4721  * @page: The page within the block of interest
4722  * @start_bitidx: The first bit of interest
4723  * @end_bitidx: The last bit of interest
4724  * @flags: The flags to set
4725  */
4726 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4727                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4728 {
4729         struct zone *zone;
4730         unsigned long *bitmap;
4731         unsigned long pfn, bitidx;
4732         unsigned long value = 1;
4733
4734         zone = page_zone(page);
4735         pfn = page_to_pfn(page);
4736         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4737         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4738         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4739         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4740
4741         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4742                 if (flags & value)
4743                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4744                 else
4745                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4746 }
4747
4748 /*
4749  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4750  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4751  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4752  */
4753
4754 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4755 {
4756         struct zone *zone;
4757         unsigned long flags;
4758         int ret = -EBUSY;
4759
4760         zone = page_zone(page);
4761         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4762         /*
4763          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4764          */
4765         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4766                 goto out;
4767         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4768         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4769         ret = 0;
4770 out:
4771         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4772         if (!ret)
4773                 drain_all_pages();
4774         return ret;
4775 }
4776
4777 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4778 {
4779         struct zone *zone;
4780         unsigned long flags;
4781         zone = page_zone(page);
4782         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4783         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4784                 goto out;
4785         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4786         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4787 out:
4788         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4789 }
4790
4791 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4792 /*
4793  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4794  */
4795 void
4796 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4797 {
4798         struct page *page;
4799         struct zone *zone;
4800         int order, i;
4801         unsigned long pfn;
4802         unsigned long flags;
4803         /* find the first valid pfn */
4804         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4805                 if (pfn_valid(pfn))
4806                         break;
4807         if (pfn == end_pfn)
4808                 return;
4809         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4810         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4811         pfn = start_pfn;
4812         while (pfn < end_pfn) {
4813                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4814                         pfn++;
4815                         continue;
4816                 }
4817                 page = pfn_to_page(pfn);
4818                 BUG_ON(page_count(page));
4819                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4820                 order = page_order(page);
4821 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4822                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4823                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4824 #endif
4825                 list_del(&page->lru);
4826                 rmv_page_order(page);
4827                 zone->free_area[order].nr_free--;
4828                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4829                                       - (1UL << order));
4830                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4831                         SetPageReserved((page+i));
4832                 pfn += (1 << order);
4833         }
4834         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4835 }
4836 #endif