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