Merge branch 'timers-for-linus-migration' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kerne...
[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 zonelist_scan:
1405         /*
1406          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1407          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1408          */
1409         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1410                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1411                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1412                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1413                                 continue;
1414                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1415                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1416                                 goto try_next_zone;
1417
1418                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1419                         unsigned long mark;
1420                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1421                                 mark = zone->pages_min;
1422                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1423                                 mark = zone->pages_low;
1424                         else
1425                                 mark = zone->pages_high;
1426                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1427                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1428                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1429                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1430                                         goto this_zone_full;
1431                         }
1432                 }
1433
1434                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1435                 if (page)
1436                         break;
1437 this_zone_full:
1438                 if (NUMA_BUILD)
1439                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1440 try_next_zone:
1441                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1442                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1443                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1444                         zlc_active = 1;
1445                         did_zlc_setup = 1;
1446                 }
1447         }
1448
1449         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1450                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1451                 zlc_active = 0;
1452                 goto zonelist_scan;
1453         }
1454         return page;
1455 }
1456
1457 /*
1458  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1459  */
1460 struct page *
1461 __alloc_pages_internal(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1462                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1463 {
1464         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1465         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1466         struct zoneref *z;
1467         struct zone *zone;
1468         struct page *page;
1469         struct reclaim_state reclaim_state;
1470         struct task_struct *p = current;
1471         int do_retry;
1472         int alloc_flags;
1473         unsigned long did_some_progress;
1474         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1475
1476         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
1477
1478         might_sleep_if(wait);
1479
1480         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1481                 return NULL;
1482
1483 restart:
1484         z = zonelist->_zonerefs;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1485
1486         if (unlikely(!z->zone)) {
1487                 /*
1488                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1489                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1490                  */
1491                 return NULL;
1492         }
1493
1494         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1495                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1496         if (page)
1497                 goto got_pg;
1498
1499         /*
1500          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1501          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1502          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1503          * using a larger set of nodes after it has established that the
1504          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1505          * over allocated.
1506          */
1507         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1508                 goto nopage;
1509
1510         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1511                 wakeup_kswapd(zone, order);
1512
1513         /*
1514          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1515          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1516          * to how we want to proceed.
1517          *
1518          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1519          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1520          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1521          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1522          */
1523         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1524         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1525                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1526         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1527                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1528         if (wait)
1529                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1530
1531         /*
1532          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1533          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1534          *
1535          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1536          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1537          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1538          */
1539         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1540                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1541         if (page)
1542                 goto got_pg;
1543
1544         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1545
1546 rebalance:
1547         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1548                         && !in_interrupt()) {
1549                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1550 nofail_alloc:
1551                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1552                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1553                                 zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1554                         if (page)
1555                                 goto got_pg;
1556                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1557                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1558                                 goto nofail_alloc;
1559                         }
1560                 }
1561                 goto nopage;
1562         }
1563
1564         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1565         if (!wait)
1566                 goto nopage;
1567
1568         cond_resched();
1569
1570         /* We now go into synchronous reclaim */
1571         cpuset_memory_pressure_bump();
1572         /*
1573          * The task's cpuset might have expanded its set of allowable nodes
1574          */
1575         cpuset_update_task_memory_state();
1576         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1577
1578         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1579         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1580         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1581
1582         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order,
1583                                                 gfp_mask, nodemask);
1584
1585         p->reclaim_state = NULL;
1586         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1587         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1588
1589         cond_resched();
1590
1591         if (order != 0)
1592                 drain_all_pages();
1593
1594         if (likely(did_some_progress)) {
1595                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1596                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1597                 if (page)
1598                         goto got_pg;
1599         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1600                 if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1601                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1602                         goto restart;
1603                 }
1604
1605                 /*
1606                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1607                  * very high watermark here, this is only to catch
1608                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1609                  * under heavy pressure.
1610                  */
1611                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1612                         order, zonelist, high_zoneidx,
1613                         ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1614                 if (page) {
1615                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1616                         goto got_pg;
1617                 }
1618
1619                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1620                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1621                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1622                         goto nopage;
1623                 }
1624
1625                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1626                 clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1627                 goto restart;
1628         }
1629
1630         /*
1631          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1632          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1633          *
1634          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1635          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1636          * implementations.
1637          *
1638          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1639          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1640          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1641          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1642          * allocation still fails, we stop retrying.
1643          */
1644         pages_reclaimed += did_some_progress;
1645         do_retry = 0;
1646         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1647                 if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1648                         do_retry = 1;
1649                 } else {
1650                         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT &&
1651                                 pages_reclaimed < (1 << order))
1652                                         do_retry = 1;
1653                 }
1654                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1655                         do_retry = 1;
1656         }
1657         if (do_retry) {
1658                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1659                 goto rebalance;
1660         }
1661
1662 nopage:
1663         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1664                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1665                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1666                         p->comm, order, gfp_mask);
1667                 dump_stack();
1668                 show_mem();
1669         }
1670 got_pg:
1671         return page;
1672 }
1673 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_internal);
1674
1675 /*
1676  * Common helper functions.
1677  */
1678 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1679 {
1680         struct page * page;
1681         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1682         if (!page)
1683                 return 0;
1684         return (unsigned long) page_address(page);
1685 }
1686
1687 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1688
1689 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1690 {
1691         struct page * page;
1692
1693         /*
1694          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1695          * a highmem page
1696          */
1697         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1698
1699         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1700         if (page)
1701                 return (unsigned long) page_address(page);
1702         return 0;
1703 }
1704
1705 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1706
1707 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1708 {
1709         int i = pagevec_count(pvec);
1710
1711         while (--i >= 0)
1712                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1713 }
1714
1715 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1716 {
1717         if (put_page_testzero(page)) {
1718                 if (order == 0)
1719                         free_hot_page(page);
1720                 else
1721                         __free_pages_ok(page, order);
1722         }
1723 }
1724
1725 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1726
1727 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1728 {
1729         if (addr != 0) {
1730                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1731                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1732         }
1733 }
1734
1735 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1736
1737 /**
1738  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1739  * @size: the number of bytes to allocate
1740  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1741  *
1742  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1743  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1744  * allocate memory in power-of-two pages.
1745  *
1746  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1747  *
1748  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1749  */
1750 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1751 {
1752         unsigned int order = get_order(size);
1753         unsigned long addr;
1754
1755         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1756         if (addr) {
1757                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1758                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1759
1760                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1761                 while (used < alloc_end) {
1762                         free_page(used);
1763                         used += PAGE_SIZE;
1764                 }
1765         }
1766
1767         return (void *)addr;
1768 }
1769 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1770
1771 /**
1772  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1773  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1774  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1775  *
1776  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1777  */
1778 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1779 {
1780         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1781         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1782
1783         while (addr < end) {
1784                 free_page(addr);
1785                 addr += PAGE_SIZE;
1786         }
1787 }
1788 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1789
1790 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1791 {
1792         struct zoneref *z;
1793         struct zone *zone;
1794
1795         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1796         unsigned int sum = 0;
1797
1798         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1799
1800         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1801                 unsigned long size = zone->present_pages;
1802                 unsigned long high = zone->pages_high;
1803                 if (size > high)
1804                         sum += size - high;
1805         }
1806
1807         return sum;
1808 }
1809
1810 /*
1811  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1812  */
1813 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1814 {
1815         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1816 }
1817 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1818
1819 /*
1820  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1821  */
1822 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1823 {
1824         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1825 }
1826
1827 static inline void show_node(struct zone *zone)
1828 {
1829         if (NUMA_BUILD)
1830                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1831 }
1832
1833 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1834 {
1835         val->totalram = totalram_pages;
1836         val->sharedram = 0;
1837         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1838         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1839         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1840         val->freehigh = nr_free_highpages();
1841         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1842 }
1843
1844 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1845
1846 #ifdef CONFIG_NUMA
1847 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1848 {
1849         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1850
1851         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1852         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1853 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1854         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1855         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1856                         NR_FREE_PAGES);
1857 #else
1858         val->totalhigh = 0;
1859         val->freehigh = 0;
1860 #endif
1861         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1862 }
1863 #endif
1864
1865 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1866
1867 /*
1868  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1869  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1870  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1871  */
1872 void show_free_areas(void)
1873 {
1874         int cpu;
1875         struct zone *zone;
1876
1877         for_each_populated_zone(zone) {
1878                 show_node(zone);
1879                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1880
1881                 for_each_online_cpu(cpu) {
1882                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1883
1884                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1885
1886                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1887                                cpu, pageset->pcp.high,
1888                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1889                 }
1890         }
1891
1892         printk("Active_anon:%lu active_file:%lu inactive_anon:%lu\n"
1893                 " inactive_file:%lu"
1894 //TODO:  check/adjust line lengths
1895 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1896                 " unevictable:%lu"
1897 #endif
1898                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1899                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1900                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
1901                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
1902                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
1903                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
1904 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1905                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
1906 #endif
1907                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1908                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1909                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1910                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1911                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1912                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1913                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1914                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1915                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1916
1917         for_each_populated_zone(zone) {
1918                 int i;
1919
1920                 show_node(zone);
1921                 printk("%s"
1922                         " free:%lukB"
1923                         " min:%lukB"
1924                         " low:%lukB"
1925                         " high:%lukB"
1926                         " active_anon:%lukB"
1927                         " inactive_anon:%lukB"
1928                         " active_file:%lukB"
1929                         " inactive_file:%lukB"
1930 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1931                         " unevictable:%lukB"
1932 #endif
1933                         " present:%lukB"
1934                         " pages_scanned:%lu"
1935                         " all_unreclaimable? %s"
1936                         "\n",
1937                         zone->name,
1938                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1939                         K(zone->pages_min),
1940                         K(zone->pages_low),
1941                         K(zone->pages_high),
1942                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
1943                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
1944                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
1945                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
1946 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1947                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
1948 #endif
1949                         K(zone->present_pages),
1950                         zone->pages_scanned,
1951                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1952                         );
1953                 printk("lowmem_reserve[]:");
1954                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1955                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1956                 printk("\n");
1957         }
1958
1959         for_each_populated_zone(zone) {
1960                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1961
1962                 show_node(zone);
1963                 printk("%s: ", zone->name);
1964
1965                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1966                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1967                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1968                         total += nr[order] << order;
1969                 }
1970                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1971                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1972                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1973                 printk("= %lukB\n", K(total));
1974         }
1975
1976         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
1977
1978         show_swap_cache_info();
1979 }
1980
1981 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
1982 {
1983         zoneref->zone = zone;
1984         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
1985 }
1986
1987 /*
1988  * Builds allocation fallback zone lists.
1989  *
1990  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1991  */
1992 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1993                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1994 {
1995         struct zone *zone;
1996
1997         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1998         zone_type++;
1999
2000         do {
2001                 zone_type--;
2002                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2003                 if (populated_zone(zone)) {
2004                         zoneref_set_zone(zone,
2005                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2006                         check_highest_zone(zone_type);
2007                 }
2008
2009         } while (zone_type);
2010         return nr_zones;
2011 }
2012
2013
2014 /*
2015  *  zonelist_order:
2016  *  0 = automatic detection of better ordering.
2017  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2018  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2019  *
2020  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2021  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2022  */
2023 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2024 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2025 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2026
2027 /* zonelist order in the kernel.
2028  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2029  */
2030 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2031 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2032
2033
2034 #ifdef CONFIG_NUMA
2035 /* The value user specified ....changed by config */
2036 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2037 /* string for sysctl */
2038 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2039 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2040
2041 /*
2042  * interface for configure zonelist ordering.
2043  * command line option "numa_zonelist_order"
2044  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2045  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2046  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2047  */
2048
2049 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2050 {
2051         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2052                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2053         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2054                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2055         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2056                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2057         } else {
2058                 printk(KERN_WARNING
2059                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2060                         "%s\n", s);
2061                 return -EINVAL;
2062         }
2063         return 0;
2064 }
2065
2066 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2067 {
2068         if (s)
2069                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2070         return 0;
2071 }
2072 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2073
2074 /*
2075  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2076  */
2077 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2078                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2079                 loff_t *ppos)
2080 {
2081         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2082         int ret;
2083
2084         if (write)
2085                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2086                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2087         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2088         if (ret)
2089                 return ret;
2090         if (write) {
2091                 int oldval = user_zonelist_order;
2092                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2093                         /*
2094                          * bogus value.  restore saved string
2095                          */
2096                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2097                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2098                         user_zonelist_order = oldval;
2099                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2100                         build_all_zonelists();
2101         }
2102         return 0;
2103 }
2104
2105
2106 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2107 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2108
2109 /**
2110  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2111  * @node: node whose fallback list we're appending
2112  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2113  *
2114  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2115  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2116  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2117  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2118  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2119  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2120  * on them otherwise.
2121  * It returns -1 if no node is found.
2122  */
2123 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2124 {
2125         int n, val;
2126         int min_val = INT_MAX;
2127         int best_node = -1;
2128         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2129
2130         /* Use the local node if we haven't already */
2131         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2132                 node_set(node, *used_node_mask);
2133                 return node;
2134         }
2135
2136         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2137
2138                 /* Don't want a node to appear more than once */
2139                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2140                         continue;
2141
2142                 /* Use the distance array to find the distance */
2143                 val = node_distance(node, n);
2144
2145                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2146                 val += (n < node);
2147
2148                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2149                 tmp = cpumask_of_node(n);
2150                 if (!cpumask_empty(tmp))
2151                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2152
2153                 /* Slight preference for less loaded node */
2154                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2155                 val += node_load[n];
2156
2157                 if (val < min_val) {
2158                         min_val = val;
2159                         best_node = n;
2160                 }
2161         }
2162
2163         if (best_node >= 0)
2164                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2165
2166         return best_node;
2167 }
2168
2169
2170 /*
2171  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2172  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2173  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2174  */
2175 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2176 {
2177         int j;
2178         struct zonelist *zonelist;
2179
2180         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2181         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2182                 ;
2183         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2184                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2185         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2186         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2187 }
2188
2189 /*
2190  * Build gfp_thisnode zonelists
2191  */
2192 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2193 {
2194         int j;
2195         struct zonelist *zonelist;
2196
2197         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2198         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2199         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2200         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2201 }
2202
2203 /*
2204  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2205  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2206  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2207  * may still exist in local DMA zone.
2208  */
2209 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2210
2211 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2212 {
2213         int pos, j, node;
2214         int zone_type;          /* needs to be signed */
2215         struct zone *z;
2216         struct zonelist *zonelist;
2217
2218         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2219         pos = 0;
2220         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2221                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2222                         node = node_order[j];
2223                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2224                         if (populated_zone(z)) {
2225                                 zoneref_set_zone(z,
2226                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2227                                 check_highest_zone(zone_type);
2228                         }
2229                 }
2230         }
2231         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2232         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2233 }
2234
2235 static int default_zonelist_order(void)
2236 {
2237         int nid, zone_type;
2238         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2239         struct zone *z;
2240         int average_size;
2241         /*
2242          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2243          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2244          * into OOM very easily.
2245          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2246          */
2247         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2248         low_kmem_size = 0;
2249         total_size = 0;
2250         for_each_online_node(nid) {
2251                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2252                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2253                         if (populated_zone(z)) {
2254                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2255                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2256                                 total_size += z->present_pages;
2257                         }
2258                 }
2259         }
2260         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2261             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2262                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2263         /*
2264          * look into each node's config.
2265          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2266          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2267          */
2268         average_size = total_size /
2269                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2270         for_each_online_node(nid) {
2271                 low_kmem_size = 0;
2272                 total_size = 0;
2273                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2274                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2275                         if (populated_zone(z)) {
2276                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2277                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2278                                 total_size += z->present_pages;
2279                         }
2280                 }
2281                 if (low_kmem_size &&
2282                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2283                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2284                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2285         }
2286         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2287 }
2288
2289 static void set_zonelist_order(void)
2290 {
2291         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2292                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2293         else
2294                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2295 }
2296
2297 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2298 {
2299         int j, node, load;
2300         enum zone_type i;
2301         nodemask_t used_mask;
2302         int local_node, prev_node;
2303         struct zonelist *zonelist;
2304         int order = current_zonelist_order;
2305
2306         /* initialize zonelists */
2307         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2308                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2309                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2310                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2311         }
2312
2313         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2314         local_node = pgdat->node_id;
2315         load = num_online_nodes();
2316         prev_node = local_node;
2317         nodes_clear(used_mask);
2318
2319         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2320         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2321         j = 0;
2322
2323         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2324                 int distance = node_distance(local_node, node);
2325
2326                 /*
2327                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2328                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2329                  */
2330                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2331                         zone_reclaim_mode = 1;
2332
2333                 /*
2334                  * We don't want to pressure a particular node.
2335                  * So adding penalty to the first node in same
2336                  * distance group to make it round-robin.
2337                  */
2338                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2339                         node_load[node] = load;
2340
2341                 prev_node = node;
2342                 load--;
2343                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2344                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2345                 else
2346                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2347         }
2348
2349         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2350                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2351                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2352         }
2353
2354         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2355 }
2356
2357 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2358 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2359 {
2360         struct zonelist *zonelist;
2361         struct zonelist_cache *zlc;
2362         struct zoneref *z;
2363
2364         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2365         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2366         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2367         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2368                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2369 }
2370
2371
2372 #else   /* CONFIG_NUMA */
2373
2374 static void set_zonelist_order(void)
2375 {
2376         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2377 }
2378
2379 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2380 {
2381         int node, local_node;
2382         enum zone_type j;
2383         struct zonelist *zonelist;
2384
2385         local_node = pgdat->node_id;
2386
2387         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2388         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2389
2390         /*
2391          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2392          * of all the other nodes.
2393          * We don't want to pressure a particular node, so when
2394          * building the zones for node N, we make sure that the
2395          * zones coming right after the local ones are those from
2396          * node N+1 (modulo N)
2397          */
2398         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2399                 if (!node_online(node))
2400                         continue;
2401                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2402                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2403         }
2404         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2405                 if (!node_online(node))
2406                         continue;
2407                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2408                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2409         }
2410
2411         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2412         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2413 }
2414
2415 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2416 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2417 {
2418         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2419 }
2420
2421 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2422
2423 /* return values int ....just for stop_machine() */
2424 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2425 {
2426         int nid;
2427
2428         for_each_online_node(nid) {
2429                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2430
2431                 build_zonelists(pgdat);
2432                 build_zonelist_cache(pgdat);
2433         }
2434         return 0;
2435 }
2436
2437 void build_all_zonelists(void)
2438 {
2439         set_zonelist_order();
2440
2441         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2442                 __build_all_zonelists(NULL);
2443                 mminit_verify_zonelist();
2444                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2445         } else {
2446                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2447                    of zonelist */
2448                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2449                 /* cpuset refresh routine should be here */
2450         }
2451         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2452         /*
2453          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2454          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2455          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2456          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2457          * disabled and enable it later
2458          */
2459         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2460                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2461         else
2462                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2463
2464         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2465                 "Total pages: %ld\n",
2466                         num_online_nodes(),
2467                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2468                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2469                         vm_total_pages);
2470 #ifdef CONFIG_NUMA
2471         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2472 #endif
2473 }
2474
2475 /*
2476  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2477  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2478  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2479  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2480  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2481  * conservative, even though it seems large.
2482  *
2483  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2484  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2485  */
2486 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2487
2488 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2489 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2490 {
2491         unsigned long size = 1;
2492
2493         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2494
2495         while (size < pages)
2496                 size <<= 1;
2497
2498         /*
2499          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2500          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2501          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2502          */
2503         size = min(size, 4096UL);
2504
2505         return max(size, 4UL);
2506 }
2507 #else
2508 /*
2509  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2510  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2511  *
2512  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2513  *
2514  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2515  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2516  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2517  *
2518  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2519  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2520  *
2521  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2522  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2523  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2524  */
2525 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2526 {
2527         return 4096UL;
2528 }
2529 #endif
2530
2531 /*
2532  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2533  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2534  * hash function before the remainder is taken.
2535  */
2536 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2537 {
2538         return ffz(~size);
2539 }
2540
2541 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2542
2543 /*
2544  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2545  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2546  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2547  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2548  * blocks as reclaim kicks in
2549  */
2550 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2551 {
2552         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2553         struct page *page;
2554         unsigned long reserve, block_migratetype;
2555
2556         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2557         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2558         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2559         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2560                                                         pageblock_order;
2561
2562         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2563                 if (!pfn_valid(pfn))
2564                         continue;
2565                 page = pfn_to_page(pfn);
2566
2567                 /* Watch out for overlapping nodes */
2568                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2569                         continue;
2570
2571                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2572                 if (PageReserved(page))
2573                         continue;
2574
2575                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2576
2577                 /* If this block is reserved, account for it */
2578                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2579                         reserve--;
2580                         continue;
2581                 }
2582
2583                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2584                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2585                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2586                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2587                         reserve--;
2588                         continue;
2589                 }
2590
2591                 /*
2592                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2593                  * take it back
2594                  */
2595                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2596                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2597                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2598                 }
2599         }
2600 }
2601
2602 /*
2603  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2604  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2605  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2606  */
2607 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2608                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2609 {
2610         struct page *page;
2611         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2612         unsigned long pfn;
2613         struct zone *z;
2614
2615         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
2616                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
2617
2618         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2619         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2620                 /*
2621                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2622                  * handed to this function.  They do not
2623                  * exist on hotplugged memory.
2624                  */
2625                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2626                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2627                                 continue;
2628                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2629                                 continue;
2630                 }
2631                 page = pfn_to_page(pfn);
2632                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2633                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2634                 init_page_count(page);
2635                 reset_page_mapcount(page);
2636                 SetPageReserved(page);
2637                 /*
2638                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2639                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2640                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2641                  * the address space during boot when many long-lived
2642                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2643                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2644                  * setup_zone_migrate_reserve()
2645                  *
2646                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2647                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2648                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2649                  * pfn out of zone.
2650                  */
2651                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2652                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2653                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2654                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2655
2656                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2657 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2658                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2659                 if (!is_highmem_idx(zone))
2660                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2661 #endif
2662         }
2663 }
2664
2665 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2666 {
2667         int order, t;
2668         for_each_migratetype_order(order, t) {
2669                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2670                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2671         }
2672 }
2673
2674 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2675 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2676         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2677 #endif
2678
2679 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2680 {
2681 #ifdef CONFIG_MMU
2682         int batch;
2683
2684         /*
2685          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2686          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2687          *
2688          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2689          */
2690         batch = zone->present_pages / 1024;
2691         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2692                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2693         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2694         if (batch < 1)
2695                 batch = 1;
2696
2697         /*
2698          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2699          * of 2 value was found to be more likely to have
2700          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2701          *
2702          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2703          * batches of pages, one task can end up with a lot
2704          * of pages of one half of the possible page colors
2705          * and the other with pages of the other colors.
2706          */
2707         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
2708
2709         return batch;
2710
2711 #else
2712         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
2713          * conditions.
2714          *
2715          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
2716          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
2717          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
2718          *
2719          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
2720          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
2721          * can be a significant delay between the individual batches being
2722          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
2723          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
2724          */
2725         return 0;
2726 #endif
2727 }
2728
2729 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2730 {
2731         struct per_cpu_pages *pcp;
2732
2733         memset(p, 0, sizeof(*p));
2734
2735         pcp = &p->pcp;
2736         pcp->count = 0;
2737         pcp->high = 6 * batch;
2738         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2739         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2740 }
2741
2742 /*
2743  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2744  * to the value high for the pageset p.
2745  */
2746
2747 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2748                                 unsigned long high)
2749 {
2750         struct per_cpu_pages *pcp;
2751
2752         pcp = &p->pcp;
2753         pcp->high = high;
2754         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2755         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2756                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2757 }
2758
2759
2760 #ifdef CONFIG_NUMA
2761 /*
2762  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2763  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2764  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2765  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2766  * with interrupts disabled.
2767  *
2768  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2769  *
2770  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2771  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2772  * hotplugged processors.
2773  *
2774  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2775  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2776  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2777  */
2778 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2779
2780 /*
2781  * Dynamically allocate memory for the
2782  * per cpu pageset array in struct zone.
2783  */
2784 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2785 {
2786         struct zone *zone, *dzone;
2787         int node = cpu_to_node(cpu);
2788
2789         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2790
2791         for_each_populated_zone(zone) {
2792                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2793                                          GFP_KERNEL, node);
2794                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2795                         goto bad;
2796
2797                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2798
2799                 if (percpu_pagelist_fraction)
2800                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2801                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2802         }
2803
2804         return 0;
2805 bad:
2806         for_each_zone(dzone) {
2807                 if (!populated_zone(dzone))
2808                         continue;
2809                 if (dzone == zone)
2810                         break;
2811                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2812                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2813         }
2814         return -ENOMEM;
2815 }
2816
2817 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2818 {
2819         struct zone *zone;
2820
2821         for_each_zone(zone) {
2822                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2823
2824                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2825                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2826                         kfree(pset);
2827                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2828         }
2829 }
2830
2831 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2832                 unsigned long action,
2833                 void *hcpu)
2834 {
2835         int cpu = (long)hcpu;
2836         int ret = NOTIFY_OK;
2837
2838         switch (action) {
2839         case CPU_UP_PREPARE:
2840         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2841                 if (process_zones(cpu))
2842                         ret = NOTIFY_BAD;
2843                 break;
2844         case CPU_UP_CANCELED:
2845         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2846         case CPU_DEAD:
2847         case CPU_DEAD_FROZEN:
2848                 free_zone_pagesets(cpu);
2849                 break;
2850         default:
2851                 break;
2852         }
2853         return ret;
2854 }
2855
2856 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2857         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2858
2859 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2860 {
2861         int err;
2862
2863         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2864          * A cpuup callback will do this for every cpu
2865          * as it comes online
2866          */
2867         err = process_zones(smp_processor_id());
2868         BUG_ON(err);
2869         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2870 }
2871
2872 #endif
2873
2874 static noinline __init_refok
2875 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2876 {
2877         int i;
2878         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2879         size_t alloc_size;
2880
2881         /*
2882          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2883          * per zone.
2884          */
2885         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2886                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2887         zone->wait_table_bits =
2888                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2889         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2890                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2891
2892         if (!slab_is_available()) {
2893                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2894                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2895         } else {
2896                 /*
2897                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2898                  * via memory hot-add.
2899                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2900                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2901                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2902                  * node itself as well.
2903                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2904                  * necessary.
2905                  */
2906                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2907         }
2908         if (!zone->wait_table)
2909                 return -ENOMEM;
2910
2911         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2912                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2913
2914         return 0;
2915 }
2916
2917 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2918 {
2919         int cpu;
2920         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2921
2922         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2923 #ifdef CONFIG_NUMA
2924                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2925                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2926                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2927 #else
2928                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2929 #endif
2930         }
2931         if (zone->present_pages)
2932                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2933                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2934 }
2935
2936 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2937                                         unsigned long zone_start_pfn,
2938                                         unsigned long size,
2939                                         enum memmap_context context)
2940 {
2941         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2942         int ret;
2943         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2944         if (ret)
2945                 return ret;
2946         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2947
2948         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2949
2950         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
2951                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
2952                         pgdat->node_id,
2953                         (unsigned long)zone_idx(zone),
2954                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
2955
2956         zone_init_free_lists(zone);
2957
2958         return 0;
2959 }
2960
2961 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2962 /*
2963  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2964  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2965  */
2966 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2967 {
2968         int i;
2969
2970         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2971                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2972                         return i;
2973
2974         return -1;
2975 }
2976
2977 /*
2978  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2979  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
2980  */
2981 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2982 {
2983         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2984                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2985                         return index;
2986
2987         return -1;
2988 }
2989
2990 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2991 /*
2992  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2993  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2994  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2995  * alternative
2996  */
2997 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2998 {
2999         int i;
3000
3001         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3002                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3003                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3004
3005                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3006                         return early_node_map[i].nid;
3007         }
3008         /* This is a memory hole */
3009         return -1;
3010 }
3011 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3012
3013 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3014 {
3015         int nid;
3016
3017         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3018         if (nid >= 0)
3019                 return nid;
3020         /* just returns 0 */
3021         return 0;
3022 }
3023
3024 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3025 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3026 {
3027         int nid;
3028
3029         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3030         if (nid >= 0 && nid != node)
3031                 return false;
3032         return true;
3033 }
3034 #endif
3035
3036 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3037 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3038         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3039                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3040
3041 /**
3042  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3043  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3044  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3045  *
3046  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3047  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3048  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3049  */
3050 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3051                                                 unsigned long max_low_pfn)
3052 {
3053         int i;
3054
3055         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3056                 unsigned long size_pages = 0;
3057                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3058
3059                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3060                         continue;
3061
3062                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3063                         end_pfn = max_low_pfn;
3064
3065                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3066                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3067                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3068                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3069         }
3070 }
3071
3072 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3073 {
3074         int i;
3075         int ret;
3076
3077         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3078                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3079                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3080                 if (ret)
3081                         break;
3082         }
3083 }
3084 /**
3085  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3086  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3087  *
3088  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3089  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3090  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3091  */
3092 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3093 {
3094         int i;
3095
3096         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3097                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3098                                 early_node_map[i].start_pfn,
3099                                 early_node_map[i].end_pfn);
3100 }
3101
3102 /**
3103  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3104  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3105  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3106  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3107  *
3108  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3109  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3110  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3111  * PFNs will be 0.
3112  */
3113 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3114                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3115 {
3116         int i;
3117         *start_pfn = -1UL;
3118         *end_pfn = 0;
3119
3120         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3121                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3122                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3123         }
3124
3125         if (*start_pfn == -1UL)
3126                 *start_pfn = 0;
3127 }
3128
3129 /*
3130  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3131  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3132  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3133  */
3134 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3135 {
3136         int zone_index;
3137         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3138                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3139                         continue;
3140
3141                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3142                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3143                         break;
3144         }
3145
3146         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3147         movable_zone = zone_index;
3148 }
3149
3150 /*
3151  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3152  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3153  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3154  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3155  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3156  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3157  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3158  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3159  */
3160 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3161                                         unsigned long zone_type,
3162                                         unsigned long node_start_pfn,
3163                                         unsigned long node_end_pfn,
3164                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3165                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3166 {
3167         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3168         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3169                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3170                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3171                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3172                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3173                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3174
3175                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3176                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3177                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3178                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3179
3180                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3181                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3182                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3183         }
3184 }
3185
3186 /*
3187  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3188  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3189  */
3190 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3191                                         unsigned long zone_type,
3192                                         unsigned long *ignored)
3193 {
3194         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3195         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3196
3197         /* Get the start and end of the node and zone */
3198         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3199         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3200         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3201         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3202                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3203                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3204
3205         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3206         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3207                 return 0;
3208
3209         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3210         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3211         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3212
3213         /* Return the spanned pages */
3214         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3215 }
3216
3217 /*
3218  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3219  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3220  */
3221 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3222                                 unsigned long range_start_pfn,
3223                                 unsigned long range_end_pfn)
3224 {
3225         int i = 0;
3226         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3227         unsigned long start_pfn;
3228
3229         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3230         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3231         if (i == -1)
3232                 return 0;
3233
3234         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3235
3236         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3237         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3238                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3239
3240         /* Find all holes for the zone within the node */
3241         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3242
3243                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3244                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3245                         break;
3246
3247                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3248                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3249                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3250
3251                 /* Update the hole size cound and move on */
3252                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3253                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3254                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3255                 }
3256                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3257         }
3258
3259         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3260         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3261                 hole_pages += range_end_pfn -
3262                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3263
3264         return hole_pages;
3265 }
3266
3267 /**
3268  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3269  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3270  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3271  *
3272  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3273  */
3274 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3275                                                         unsigned long end_pfn)
3276 {
3277         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3278 }
3279
3280 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3281 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3282                                         unsigned long zone_type,
3283                                         unsigned long *ignored)
3284 {
3285         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3286         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3287
3288         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3289         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3290                                                         node_start_pfn);
3291         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3292                                                         node_end_pfn);
3293
3294         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3295                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3296                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3297         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3298 }
3299
3300 #else
3301 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3302                                         unsigned long zone_type,
3303                                         unsigned long *zones_size)
3304 {
3305         return zones_size[zone_type];
3306 }
3307
3308 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3309                                                 unsigned long zone_type,
3310                                                 unsigned long *zholes_size)
3311 {
3312         if (!zholes_size)
3313                 return 0;
3314
3315         return zholes_size[zone_type];
3316 }
3317
3318 #endif
3319
3320 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3321                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3322 {
3323         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3324         enum zone_type i;
3325
3326         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3327                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3328                                                                 zones_size);
3329         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3330
3331         realtotalpages = totalpages;
3332         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3333                 realtotalpages -=
3334                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3335                                                                 zholes_size);
3336         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3337         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3338                                                         realtotalpages);
3339 }
3340
3341 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3342 /*
3343  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3344  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3345  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3346  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3347  * bytes.
3348  */
3349 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3350 {
3351         unsigned long usemapsize;
3352
3353         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3354         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3355         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3356         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3357
3358         return usemapsize / 8;
3359 }
3360
3361 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3362                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3363 {
3364         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3365         zone->pageblock_flags = NULL;
3366         if (usemapsize)
3367                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3368 }
3369 #else
3370 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3371                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3372 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3373
3374 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3375
3376 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3377 static inline int pageblock_default_order(void)
3378 {
3379         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3380                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3381
3382         return MAX_ORDER-1;
3383 }
3384
3385 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3386 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3387 {
3388         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3389         if (pageblock_order)
3390                 return;
3391
3392         /*
3393          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3394          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3395          */
3396         pageblock_order = order;
3397 }
3398 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3399
3400 /*
3401  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3402  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3403  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3404  * pageblock_order based on the kernel config
3405  */
3406 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3407 {
3408         return MAX_ORDER-1;
3409 }
3410 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3411
3412 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3413
3414 /*
3415  * Set up the zone data structures:
3416  *   - mark all pages reserved
3417  *   - mark all memory queues empty
3418  *   - clear the memory bitmaps
3419  */
3420 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3421                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3422 {
3423         enum zone_type j;
3424         int nid = pgdat->node_id;
3425         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3426         int ret;
3427
3428         pgdat_resize_init(pgdat);
3429         pgdat->nr_zones = 0;
3430         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3431         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3432         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3433         
3434         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3435                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3436                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3437                 enum lru_list l;
3438
3439                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3440                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3441                                                                 zholes_size);
3442
3443                 /*
3444                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3445                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3446                  * and per-cpu initialisations
3447                  */
3448                 memmap_pages =
3449                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3450                 if (realsize >= memmap_pages) {
3451                         realsize -= memmap_pages;
3452                         if (memmap_pages)
3453                                 printk(KERN_DEBUG
3454                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3455                                        zone_names[j], memmap_pages);
3456                 } else
3457                         printk(KERN_WARNING
3458                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3459                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3460
3461                 /* Account for reserved pages */
3462                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3463                         realsize -= dma_reserve;
3464                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3465                                         zone_names[0], dma_reserve);
3466                 }
3467
3468                 if (!is_highmem_idx(j))
3469                         nr_kernel_pages += realsize;
3470                 nr_all_pages += realsize;
3471
3472                 zone->spanned_pages = size;
3473                 zone->present_pages = realsize;
3474 #ifdef CONFIG_NUMA
3475                 zone->node = nid;
3476                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3477                                                 / 100;
3478                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3479 #endif
3480                 zone->name = zone_names[j];
3481                 spin_lock_init(&zone->lock);
3482                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3483                 zone_seqlock_init(zone);
3484                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3485
3486                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3487
3488                 zone_pcp_init(zone);
3489                 for_each_lru(l) {
3490                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3491                         zone->lru[l].nr_scan = 0;
3492                 }
3493                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
3494                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
3495                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
3496                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
3497                 zap_zone_vm_stats(zone);
3498                 zone->flags = 0;
3499                 if (!size)
3500                         continue;
3501
3502                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3503                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3504                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3505                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3506                 BUG_ON(ret);
3507                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3508                 zone_start_pfn += size;
3509         }
3510 }
3511
3512 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3513 {
3514         /* Skip empty nodes */
3515         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3516                 return;
3517
3518 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3519         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3520         if (!pgdat->node_mem_map) {
3521                 unsigned long size, start, end;
3522                 struct page *map;
3523
3524                 /*
3525                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3526                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3527                  * for the buddy allocator to function correctly.
3528                  */
3529                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3530                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3531                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3532                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3533                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3534                 if (!map)
3535                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3536                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3537         }
3538 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3539         /*
3540          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3541          */
3542         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3543                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3544 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3545                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3546                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3547 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3548         }
3549 #endif
3550 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3551 }
3552
3553 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3554                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3555 {
3556         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3557
3558         pgdat->node_id = nid;
3559         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3560         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3561
3562         alloc_node_mem_map(pgdat);
3563 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3564         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3565                 nid, (unsigned long)pgdat,
3566                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3567 #endif
3568
3569         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3570 }
3571
3572 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3573
3574 #if MAX_NUMNODES > 1
3575 /*
3576  * Figure out the number of possible node ids.
3577  */
3578 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3579 {
3580         unsigned int node;
3581         unsigned int highest = 0;
3582
3583         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3584                 highest = node;
3585         nr_node_ids = highest + 1;
3586 }
3587 #else
3588 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3589 {
3590 }
3591 #endif
3592
3593 /**
3594  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3595  * @nid: The node ID the range resides on
3596  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3597  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3598  *
3599  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3600  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3601  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3602  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3603  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3604  */
3605 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3606                                                 unsigned long end_pfn)
3607 {
3608         int i;
3609
3610         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3611                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3612                         "%d entries of %d used\n",
3613                         nid, start_pfn, end_pfn,
3614                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3615
3616         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3617
3618         /* Merge with existing active regions if possible */
3619         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3620                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3621                         continue;
3622
3623                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3624                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3625                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3626                         return;
3627
3628                 /* Merge forward if suitable */
3629                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3630                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3631                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3632                         return;
3633                 }
3634
3635                 /* Merge backward if suitable */
3636                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3637                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3638                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3639                         return;
3640                 }
3641         }
3642
3643         /* Check that early_node_map is large enough */
3644         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3645                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3646                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3647                 return;
3648         }
3649
3650         early_node_map[i].nid = nid;
3651         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3652         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3653         nr_nodemap_entries = i + 1;
3654 }
3655
3656 /**
3657  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3658  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3659  * @start_pfn: The new PFN of the range
3660  * @end_pfn: The new PFN of the range
3661  *
3662  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3663  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3664  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3665  * range.
3666  */
3667 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3668                                 unsigned long end_pfn)
3669 {
3670         int i, j;
3671         int removed = 0;
3672
3673         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3674                           nid, start_pfn, end_pfn);
3675
3676         /* Find the old active region end and shrink */
3677         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3678                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3679                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3680                         /* clear it */
3681                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3682                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3683                         removed = 1;
3684                         continue;
3685                 }
3686                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3687                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3688                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3689                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3690                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3691                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3692                         continue;
3693                 }
3694                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3695                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3696                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3697                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3698                         continue;
3699                 }
3700         }
3701
3702         if (!removed)
3703                 return;
3704
3705         /* remove the blank ones */
3706         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3707                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3708                         continue;
3709                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3710                         continue;
3711                 /* we found it, get rid of it */
3712                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3713                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3714                                 sizeof(early_node_map[j]));
3715                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3716                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3717                 nr_nodemap_entries--;
3718         }
3719 }
3720
3721 /**
3722  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3723  *
3724  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3725  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3726  * all currently registered regions.
3727  */
3728 void __init remove_all_active_ranges(void)
3729 {
3730         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3731         nr_nodemap_entries = 0;
3732 }
3733
3734 /* Compare two active node_active_regions */
3735 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3736 {
3737         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3738         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3739
3740         /* Done this way to avoid overflows */
3741         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3742                 return 1;
3743         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3744                 return -1;
3745
3746         return 0;
3747 }
3748
3749 /* sort the node_map by start_pfn */
3750 static void __init sort_node_map(void)
3751 {
3752         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3753                         sizeof(struct node_active_region),
3754                         cmp_node_active_region, NULL);
3755 }
3756
3757 /* Find the lowest pfn for a node */
3758 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3759 {
3760         int i;
3761         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3762
3763         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3764         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3765                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3766
3767         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3768                 printk(KERN_WARNING
3769                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3770                 return 0;
3771         }
3772
3773         return min_pfn;
3774 }
3775
3776 /**
3777  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3778  *
3779  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3780  * add_active_range().
3781  */
3782 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3783 {
3784         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3785 }
3786
3787 /*
3788  * early_calculate_totalpages()
3789  * Sum pages in active regions for movable zone.
3790  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3791  */
3792 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3793 {
3794         int i;
3795         unsigned long totalpages = 0;
3796
3797         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3798                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3799                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3800                 totalpages += pages;
3801                 if (pages)
3802                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3803         }
3804         return totalpages;
3805 }
3806
3807 /*
3808  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3809  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3810  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3811  * others
3812  */
3813 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3814 {
3815         int i, nid;
3816         unsigned long usable_startpfn;
3817         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3818         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3819         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3820
3821         /*
3822          * If movablecore was specified, calculate what size of
3823          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3824          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3825          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3826          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3827          * what movablecore would have allowed.
3828          */
3829         if (required_movablecore) {
3830                 unsigned long corepages;
3831
3832                 /*
3833                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3834                  * was requested by the user
3835                  */
3836                 required_movablecore =
3837                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3838                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3839
3840                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3841         }
3842
3843         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3844         if (!required_kernelcore)
3845                 return;
3846
3847         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3848         find_usable_zone_for_movable();
3849         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3850
3851 restart:
3852         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3853         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3854         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3855                 /*
3856                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3857                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3858                  * amount of memory for the kernel
3859                  */
3860                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3861                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3862
3863                 /*
3864                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3865                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3866                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3867                  */
3868                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3869
3870                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3871                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3872                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3873                         unsigned long size_pages;
3874
3875                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3876                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3877                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3878                         if (start_pfn >= end_pfn)
3879                                 continue;
3880
3881                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3882                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3883                                 unsigned long kernel_pages;
3884                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3885                                                                 - start_pfn;
3886
3887                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3888                                                         kernelcore_remaining);
3889                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3890                                                         required_kernelcore);
3891
3892                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3893                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3894
3895                                         /*
3896                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3897                                          * that if we have to rebalance
3898                                          * kernelcore across nodes, we will
3899                                          * not double account here
3900                                          */
3901                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3902                                         continue;
3903                                 }
3904                                 start_pfn = usable_startpfn;
3905                         }
3906
3907                         /*
3908                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3909                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3910                          * number of pages used as kernelcore
3911                          */
3912                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3913                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3914                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3915                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3916
3917                         /*
3918                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3919                          * break if the kernelcore for this node has been
3920                          * satisified
3921                          */
3922                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3923                                                                 size_pages);
3924                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3925                         if (!kernelcore_remaining)
3926                                 break;
3927                 }
3928         }
3929
3930         /*
3931          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3932          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3933          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3934          * satisified
3935          */
3936         usable_nodes--;
3937         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
3938                 goto restart;
3939
3940         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
3941         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
3942                 zone_movable_pfn[nid] =
3943                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
3944 }
3945
3946 /* Any regular memory on that node ? */
3947 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
3948 {
3949 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
3950         enum zone_type zone_type;
3951
3952         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
3953                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
3954                 if (zone->present_pages)
3955                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
3956         }
3957 #endif
3958 }
3959
3960 /**
3961  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3962  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
3963  *
3964  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
3965  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
3966  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
3967  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
3968  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
3969  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
3970  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
3971  * at arch_max_dma_pfn.
3972  */
3973 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
3974 {
3975         unsigned long nid;
3976         int i;
3977
3978         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
3979         sort_node_map();
3980
3981         /* Record where the zone boundaries are */
3982         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
3983                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
3984         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
3985                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
3986         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
3987         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
3988         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3989                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3990                         continue;
3991                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
3992                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
3993                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
3994                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
3995         }
3996         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3997         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3998
3999         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4000         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4001         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4002
4003         /* Print out the zone ranges */
4004         printk("Zone PFN ranges:\n");
4005         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4006                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4007                         continue;
4008                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4009                                 zone_names[i],
4010                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4011                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4012         }
4013
4014         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4015         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4016         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4017                 if (zone_movable_pfn[i])
4018                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4019         }
4020
4021         /* Print out the early_node_map[] */
4022         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4023         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4024                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4025                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4026                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4027
4028         /* Initialise every node */
4029         mminit_verify_pageflags_layout();
4030         setup_nr_node_ids();
4031         for_each_online_node(nid) {
4032                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4033                 free_area_init_node(nid, NULL,
4034                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4035
4036                 /* Any memory on that node */
4037                 if (pgdat->node_present_pages)
4038                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4039                 check_for_regular_memory(pgdat);
4040         }
4041 }
4042
4043 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4044 {
4045         unsigned long long coremem;
4046         if (!p)
4047                 return -EINVAL;
4048
4049         coremem = memparse(p, &p);
4050         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4051
4052         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4053         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4054
4055         return 0;
4056 }
4057
4058 /*
4059  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4060  * cannot be reclaimed or migrated.
4061  */
4062 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4063 {
4064         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4065 }
4066
4067 /*
4068  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4069  * can be reclaimed or migrated.
4070  */
4071 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4072 {
4073         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4074 }
4075
4076 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4077 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4078
4079 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4080
4081 /**
4082  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4083  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4084  *
4085  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4086  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4087  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4088  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4089  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4090  * smaller per-cpu batchsize.
4091  */
4092 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4093 {
4094         dma_reserve = new_dma_reserve;
4095 }
4096
4097 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4098 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4099 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4100 #endif
4101
4102 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4103 {
4104         free_area_init_node(0, zones_size,
4105                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4106 }
4107
4108 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4109                                  unsigned long action, void *hcpu)
4110 {
4111         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4112
4113         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4114                 drain_pages(cpu);
4115
4116                 /*
4117                  * Spill the event counters of the dead processor
4118                  * into the current processors event counters.
4119                  * This artificially elevates the count of the current
4120                  * processor.
4121                  */
4122                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4123
4124                 /*
4125                  * Zero the differential counters of the dead processor
4126                  * so that the vm statistics are consistent.
4127                  *
4128                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4129                  * race with what we are doing.
4130                  */
4131                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4132         }
4133         return NOTIFY_OK;
4134 }
4135
4136 void __init page_alloc_init(void)
4137 {
4138         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4139 }
4140
4141 /*
4142  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4143  *      or min_free_kbytes changes.
4144  */
4145 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4146 {
4147         struct pglist_data *pgdat;
4148         unsigned long reserve_pages = 0;
4149         enum zone_type i, j;
4150
4151         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4152                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4153                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4154                         unsigned long max = 0;
4155
4156                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4157                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4158                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4159                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4160                         }
4161
4162                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4163                         max += zone->pages_high;
4164
4165                         if (max > zone->present_pages)
4166                                 max = zone->present_pages;
4167                         reserve_pages += max;
4168                 }
4169         }
4170         totalreserve_pages = reserve_pages;
4171 }
4172
4173 /*
4174  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4175  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4176  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4177  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4178  */
4179 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4180 {
4181         struct pglist_data *pgdat;
4182         enum zone_type j, idx;
4183
4184         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4185                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4186                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4187                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4188
4189                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4190
4191                         idx = j;
4192                         while (idx) {
4193                                 struct zone *lower_zone;
4194
4195                                 idx--;
4196
4197                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4198                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4199
4200                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4201                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4202                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4203                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4204                         }
4205                 }
4206         }
4207
4208         /* update totalreserve_pages */
4209         calculate_totalreserve_pages();
4210 }
4211
4212 /**
4213  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4214  *
4215  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4216  * with respect to min_free_kbytes.
4217  */
4218 void setup_per_zone_pages_min(void)
4219 {
4220         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4221         unsigned long lowmem_pages = 0;
4222         struct zone *zone;
4223         unsigned long flags;
4224
4225         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4226         for_each_zone(zone) {
4227                 if (!is_highmem(zone))
4228                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4229         }
4230
4231         for_each_zone(zone) {
4232                 u64 tmp;
4233
4234                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4235                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4236                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4237                 if (is_highmem(zone)) {
4238                         /*
4239                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4240                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4241                          * value here.
4242                          *
4243                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4244                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4245                          * not be capped for highmem.
4246                          */
4247                         int min_pages;
4248
4249                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4250                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4251                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4252                         if (min_pages > 128)
4253                                 min_pages = 128;
4254                         zone->pages_min = min_pages;
4255                 } else {
4256                         /*
4257                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4258                          * proportionate to the zone's size.
4259                          */
4260                         zone->pages_min = tmp;
4261                 }
4262
4263                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4264                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4265                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4266                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4267         }
4268
4269         /* update totalreserve_pages */
4270         calculate_totalreserve_pages();
4271 }
4272
4273 /**
4274  * setup_per_zone_inactive_ratio - called when min_free_kbytes changes.
4275  *
4276  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4277  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4278  * to be referenced again before it is swapped out.
4279  *
4280  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4281  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4282  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4283  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4284  *
4285  * total     target    max
4286  * memory    ratio     inactive anon
4287  * -------------------------------------
4288  *   10MB       1         5MB
4289  *  100MB       1        50MB
4290  *    1GB       3       250MB
4291  *   10GB      10       0.9GB
4292  *  100GB      31         3GB
4293  *    1TB     101        10GB
4294  *   10TB     320        32GB
4295  */
4296 static void setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4297 {
4298         struct zone *zone;
4299
4300         for_each_zone(zone) {
4301                 unsigned int gb, ratio;
4302
4303                 /* Zone size in gigabytes */
4304                 gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4305                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4306                 if (!ratio)
4307                         ratio = 1;
4308
4309                 zone->inactive_ratio = ratio;
4310         }
4311 }
4312
4313 /*
4314  * Initialise min_free_kbytes.
4315  *
4316  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4317  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4318  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4319  *
4320  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4321  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4322  *
4323  * which yields
4324  *
4325  * 16MB:        512k
4326  * 32MB:        724k
4327  * 64MB:        1024k
4328  * 128MB:       1448k
4329  * 256MB:       2048k
4330  * 512MB:       2896k
4331  * 1024MB:      4096k
4332  * 2048MB:      5792k
4333  * 4096MB:      8192k
4334  * 8192MB:      11584k
4335  * 16384MB:     16384k
4336  */
4337 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4338 {
4339         unsigned long lowmem_kbytes;
4340
4341         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4342
4343         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4344         if (min_free_kbytes < 128)
4345                 min_free_kbytes = 128;
4346         if (min_free_kbytes > 65536)
4347                 min_free_kbytes = 65536;
4348         setup_per_zone_pages_min();
4349         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4350         setup_per_zone_inactive_ratio();
4351         return 0;
4352 }
4353 module_init(init_per_zone_pages_min)
4354
4355 /*
4356  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4357  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4358  *      changes.
4359  */
4360 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4361         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4362 {
4363         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4364         if (write)
4365                 setup_per_zone_pages_min();
4366         return 0;
4367 }
4368
4369 #ifdef CONFIG_NUMA
4370 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4371         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4372 {
4373         struct zone *zone;
4374         int rc;
4375
4376         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4377         if (rc)
4378                 return rc;
4379
4380         for_each_zone(zone)
4381                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4382                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4383         return 0;
4384 }
4385
4386 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4387         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4388 {
4389         struct zone *zone;
4390         int rc;
4391
4392         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4393         if (rc)
4394                 return rc;
4395
4396         for_each_zone(zone)
4397                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4398                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4399         return 0;
4400 }
4401 #endif
4402
4403 /*
4404  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4405  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4406  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4407  *
4408  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4409  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4410  * if in function of the boot time zone sizes.
4411  */
4412 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4413         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4414 {
4415         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4416         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4417         return 0;
4418 }
4419
4420 /*
4421  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4422  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4423  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4424  */
4425
4426 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4427         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4428 {
4429         struct zone *zone;
4430         unsigned int cpu;
4431         int ret;
4432
4433         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4434         if (!write || (ret == -EINVAL))
4435                 return ret;
4436         for_each_zone(zone) {
4437                 for_each_online_cpu(cpu) {
4438                         unsigned long  high;
4439                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4440                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4441                 }
4442         }
4443         return 0;
4444 }
4445
4446 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4447
4448 #ifdef CONFIG_NUMA
4449 static int __init set_hashdist(char *str)
4450 {
4451         if (!str)
4452                 return 0;
4453         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4454         return 1;
4455 }
4456 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4457 #endif
4458
4459 /*
4460  * allocate a large system hash table from bootmem
4461  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4462  *   quantity of entries
4463  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4464  */
4465 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4466                                      unsigned long bucketsize,
4467                                      unsigned long numentries,
4468                                      int scale,
4469                                      int flags,
4470                                      unsigned int *_hash_shift,
4471                                      unsigned int *_hash_mask,
4472                                      unsigned long limit)
4473 {
4474         unsigned long long max = limit;
4475         unsigned long log2qty, size;
4476         void *table = NULL;
4477
4478         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4479         if (!numentries) {
4480                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4481                 numentries = nr_kernel_pages;
4482                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4483                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4484                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4485
4486                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4487                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4488                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4489                 else
4490                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4491
4492                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4493                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4494                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4495         }
4496         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4497
4498         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4499         if (max == 0) {
4500                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4501                 do_div(max, bucketsize);
4502         }
4503
4504         if (numentries > max)
4505                 numentries = max;
4506
4507         log2qty = ilog2(numentries);
4508
4509         do {
4510                 size = bucketsize << log2qty;
4511                 if (flags & HASH_EARLY)
4512                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4513                 else if (hashdist)
4514                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4515                 else {
4516                         unsigned long order = get_order(size);
4517                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
4518                         /*
4519                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4520                          * some pages at the end of hash table.
4521                          */
4522                         if (table) {
4523                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4524                                                 (PAGE_SIZE << order);
4525                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4526                                                 PAGE_ALIGN(size);
4527                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4528                                 while (used < alloc_end) {
4529                                         free_page(used);
4530                                         used += PAGE_SIZE;
4531                                 }
4532                         }
4533                 }
4534         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4535
4536         if (!table)
4537                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4538
4539         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4540                tablename,
4541                (1U << log2qty),
4542                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4543                size);
4544
4545         if (_hash_shift)
4546                 *_hash_shift = log2qty;
4547         if (_hash_mask)
4548                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4549
4550         /*
4551          * If hashdist is set, the table allocation is done with __vmalloc()
4552          * which invokes the kmemleak_alloc() callback. This function may also
4553          * be called before the slab and kmemleak are initialised when
4554          * kmemleak simply buffers the request to be executed later
4555          * (GFP_ATOMIC flag ignored in this case).
4556          */
4557         if (!hashdist)
4558                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
4559
4560         return table;
4561 }
4562
4563 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4564 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4565                                                         unsigned long pfn)
4566 {
4567 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4568         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4569 #else
4570         return zone->pageblock_flags;
4571 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4572 }
4573
4574 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4575 {
4576 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4577         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4578         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4579 #else
4580         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4581         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4582 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4583 }
4584
4585 /**
4586  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4587  * @page: The page within the block of interest
4588  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4589  * @end_bitidx: The last bit of interest
4590  * returns pageblock_bits flags
4591  */
4592 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4593                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4594 {
4595         struct zone *zone;
4596         unsigned long *bitmap;
4597         unsigned long pfn, bitidx;
4598         unsigned long flags = 0;
4599         unsigned long value = 1;
4600
4601         zone = page_zone(page);
4602         pfn = page_to_pfn(page);
4603         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4604         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4605
4606         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4607                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4608                         flags |= value;
4609
4610         return flags;
4611 }
4612
4613 /**
4614  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4615  * @page: The page within the block of interest
4616  * @start_bitidx: The first bit of interest
4617  * @end_bitidx: The last bit of interest
4618  * @flags: The flags to set
4619  */
4620 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4621                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4622 {
4623         struct zone *zone;
4624         unsigned long *bitmap;
4625         unsigned long pfn, bitidx;
4626         unsigned long value = 1;
4627
4628         zone = page_zone(page);
4629         pfn = page_to_pfn(page);
4630         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4631         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4632         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4633         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4634
4635         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4636                 if (flags & value)
4637                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4638                 else
4639                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4640 }
4641
4642 /*
4643  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4644  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4645  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4646  */
4647
4648 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4649 {
4650         struct zone *zone;
4651         unsigned long flags;
4652         int ret = -EBUSY;
4653
4654         zone = page_zone(page);
4655         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4656         /*
4657          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4658          */
4659         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4660                 goto out;
4661         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4662         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4663         ret = 0;
4664 out:
4665         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4666         if (!ret)
4667                 drain_all_pages();
4668         return ret;
4669 }
4670
4671 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4672 {
4673         struct zone *zone;
4674         unsigned long flags;
4675         zone = page_zone(page);
4676         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4677         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4678                 goto out;
4679         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4680         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4681 out:
4682         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4683 }
4684
4685 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4686 /*
4687  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4688  */
4689 void
4690 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4691 {
4692         struct page *page;
4693         struct zone *zone;
4694         int order, i;
4695         unsigned long pfn;
4696         unsigned long flags;
4697         /* find the first valid pfn */
4698         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4699                 if (pfn_valid(pfn))
4700                         break;
4701         if (pfn == end_pfn)
4702                 return;
4703         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4704         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4705         pfn = start_pfn;
4706         while (pfn < end_pfn) {
4707                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4708                         pfn++;
4709                         continue;
4710                 }
4711                 page = pfn_to_page(pfn);
4712                 BUG_ON(page_count(page));
4713                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4714                 order = page_order(page);
4715 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4716                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4717                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4718 #endif
4719                 list_del(&page->lru);
4720                 rmv_page_order(page);
4721                 zone->free_area[order].nr_free--;
4722                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4723                                       - (1UL << order));
4724                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4725                         SetPageReserved((page+i));
4726                 pfn += (1 << order);
4727         }
4728         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4729 }
4730 #endif