mm/page_alloc.c: drop uneeded __meminit and __meminitdata
[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/highmem.h>
20 #include <linux/swap.h>
21 #include <linux/interrupt.h>
22 #include <linux/pagemap.h>
23 #include <linux/jiffies.h>
24 #include <linux/memblock.h>
25 #include <linux/compiler.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/kasan.h>
28 #include <linux/module.h>
29 #include <linux/suspend.h>
30 #include <linux/pagevec.h>
31 #include <linux/blkdev.h>
32 #include <linux/slab.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/oom.h>
35 #include <linux/topology.h>
36 #include <linux/sysctl.h>
37 #include <linux/cpu.h>
38 #include <linux/cpuset.h>
39 #include <linux/memory_hotplug.h>
40 #include <linux/nodemask.h>
41 #include <linux/vmalloc.h>
42 #include <linux/vmstat.h>
43 #include <linux/mempolicy.h>
44 #include <linux/memremap.h>
45 #include <linux/stop_machine.h>
46 #include <linux/sort.h>
47 #include <linux/pfn.h>
48 #include <linux/backing-dev.h>
49 #include <linux/fault-inject.h>
50 #include <linux/page-isolation.h>
51 #include <linux/page_ext.h>
52 #include <linux/debugobjects.h>
53 #include <linux/kmemleak.h>
54 #include <linux/compaction.h>
55 #include <trace/events/kmem.h>
56 #include <trace/events/oom.h>
57 #include <linux/prefetch.h>
58 #include <linux/mm_inline.h>
59 #include <linux/migrate.h>
60 #include <linux/hugetlb.h>
61 #include <linux/sched/rt.h>
62 #include <linux/sched/mm.h>
63 #include <linux/page_owner.h>
64 #include <linux/kthread.h>
65 #include <linux/memcontrol.h>
66 #include <linux/ftrace.h>
67 #include <linux/lockdep.h>
68 #include <linux/nmi.h>
69 #include <linux/psi.h>
70
71 #include <asm/sections.h>
72 #include <asm/tlbflush.h>
73 #include <asm/div64.h>
74 #include "internal.h"
75
76 /* prevent >1 _updater_ of zone percpu pageset ->high and ->batch fields */
77 static DEFINE_MUTEX(pcp_batch_high_lock);
78 #define MIN_PERCPU_PAGELIST_FRACTION    (8)
79
80 #ifdef CONFIG_USE_PERCPU_NUMA_NODE_ID
81 DEFINE_PER_CPU(int, numa_node);
82 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(numa_node);
83 #endif
84
85 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(vm_numa_stat_key);
86
87 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
88 /*
89  * N.B., Do NOT reference the '_numa_mem_' per cpu variable directly.
90  * It will not be defined when CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES is not defined.
91  * Use the accessor functions set_numa_mem(), numa_mem_id() and cpu_to_mem()
92  * defined in <linux/topology.h>.
93  */
94 DEFINE_PER_CPU(int, _numa_mem_);                /* Kernel "local memory" node */
95 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(_numa_mem_);
96 int _node_numa_mem_[MAX_NUMNODES];
97 #endif
98
99 /* work_structs for global per-cpu drains */
100 DEFINE_MUTEX(pcpu_drain_mutex);
101 DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, pcpu_drain);
102
103 #ifdef CONFIG_GCC_PLUGIN_LATENT_ENTROPY
104 volatile unsigned long latent_entropy __latent_entropy;
105 EXPORT_SYMBOL(latent_entropy);
106 #endif
107
108 /*
109  * Array of node states.
110  */
111 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
112         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
113         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
114 #ifndef CONFIG_NUMA
115         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
116 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
117         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
118 #endif
119         [N_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
120         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
121 #endif  /* NUMA */
122 };
123 EXPORT_SYMBOL(node_states);
124
125 atomic_long_t _totalram_pages __read_mostly;
126 EXPORT_SYMBOL(_totalram_pages);
127 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
128 unsigned long totalcma_pages __read_mostly;
129
130 int percpu_pagelist_fraction;
131 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
132
133 /*
134  * A cached value of the page's pageblock's migratetype, used when the page is
135  * put on a pcplist. Used to avoid the pageblock migratetype lookup when
136  * freeing from pcplists in most cases, at the cost of possibly becoming stale.
137  * Also the migratetype set in the page does not necessarily match the pcplist
138  * index, e.g. page might have MIGRATE_CMA set but be on a pcplist with any
139  * other index - this ensures that it will be put on the correct CMA freelist.
140  */
141 static inline int get_pcppage_migratetype(struct page *page)
142 {
143         return page->index;
144 }
145
146 static inline void set_pcppage_migratetype(struct page *page, int migratetype)
147 {
148         page->index = migratetype;
149 }
150
151 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
152 /*
153  * The following functions are used by the suspend/hibernate code to temporarily
154  * change gfp_allowed_mask in order to avoid using I/O during memory allocations
155  * while devices are suspended.  To avoid races with the suspend/hibernate code,
156  * they should always be called with system_transition_mutex held
157  * (gfp_allowed_mask also should only be modified with system_transition_mutex
158  * held, unless the suspend/hibernate code is guaranteed not to run in parallel
159  * with that modification).
160  */
161
162 static gfp_t saved_gfp_mask;
163
164 void pm_restore_gfp_mask(void)
165 {
166         WARN_ON(!mutex_is_locked(&system_transition_mutex));
167         if (saved_gfp_mask) {
168                 gfp_allowed_mask = saved_gfp_mask;
169                 saved_gfp_mask = 0;
170         }
171 }
172
173 void pm_restrict_gfp_mask(void)
174 {
175         WARN_ON(!mutex_is_locked(&system_transition_mutex));
176         WARN_ON(saved_gfp_mask);
177         saved_gfp_mask = gfp_allowed_mask;
178         gfp_allowed_mask &= ~(__GFP_IO | __GFP_FS);
179 }
180
181 bool pm_suspended_storage(void)
182 {
183         if ((gfp_allowed_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
184                 return false;
185         return true;
186 }
187 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
188
189 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
190 unsigned int pageblock_order __read_mostly;
191 #endif
192
193 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
194
195 /*
196  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
197  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
198  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
199  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
200  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
201  *      HIGHMEM allocation will leave (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
202  *
203  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
204  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
205  */
206 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES] = {
207 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
208         [ZONE_DMA] = 256,
209 #endif
210 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
211         [ZONE_DMA32] = 256,
212 #endif
213         [ZONE_NORMAL] = 32,
214 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
215         [ZONE_HIGHMEM] = 0,
216 #endif
217         [ZONE_MOVABLE] = 0,
218 };
219
220 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
221
222 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
223 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
224          "DMA",
225 #endif
226 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
227          "DMA32",
228 #endif
229          "Normal",
230 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
231          "HighMem",
232 #endif
233          "Movable",
234 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
235          "Device",
236 #endif
237 };
238
239 const char * const migratetype_names[MIGRATE_TYPES] = {
240         "Unmovable",
241         "Movable",
242         "Reclaimable",
243         "HighAtomic",
244 #ifdef CONFIG_CMA
245         "CMA",
246 #endif
247 #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
248         "Isolate",
249 #endif
250 };
251
252 compound_page_dtor * const compound_page_dtors[] = {
253         NULL,
254         free_compound_page,
255 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
256         free_huge_page,
257 #endif
258 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
259         free_transhuge_page,
260 #endif
261 };
262
263 int min_free_kbytes = 1024;
264 int user_min_free_kbytes = -1;
265 int watermark_boost_factor __read_mostly = 15000;
266 int watermark_scale_factor = 10;
267
268 static unsigned long nr_kernel_pages __initdata;
269 static unsigned long nr_all_pages __initdata;
270 static unsigned long dma_reserve __initdata;
271
272 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
273 static unsigned long arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES] __initdata;
274 static unsigned long arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES] __initdata;
275 static unsigned long required_kernelcore __initdata;
276 static unsigned long required_kernelcore_percent __initdata;
277 static unsigned long required_movablecore __initdata;
278 static unsigned long required_movablecore_percent __initdata;
279 static unsigned long zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES] __initdata;
280 static bool mirrored_kernelcore __meminitdata;
281
282 /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
283 int movable_zone;
284 EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
285 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
286
287 #if MAX_NUMNODES > 1
288 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
289 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
290 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
291 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
292 #endif
293
294 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
295
296 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
297 /* Returns true if the struct page for the pfn is uninitialised */
298 static inline bool __meminit early_page_uninitialised(unsigned long pfn)
299 {
300         int nid = early_pfn_to_nid(pfn);
301
302         if (node_online(nid) && pfn >= NODE_DATA(nid)->first_deferred_pfn)
303                 return true;
304
305         return false;
306 }
307
308 /*
309  * Returns true when the remaining initialisation should be deferred until
310  * later in the boot cycle when it can be parallelised.
311  */
312 static bool __meminit
313 defer_init(int nid, unsigned long pfn, unsigned long end_pfn)
314 {
315         static unsigned long prev_end_pfn, nr_initialised;
316
317         /*
318          * prev_end_pfn static that contains the end of previous zone
319          * No need to protect because called very early in boot before smp_init.
320          */
321         if (prev_end_pfn != end_pfn) {
322                 prev_end_pfn = end_pfn;
323                 nr_initialised = 0;
324         }
325
326         /* Always populate low zones for address-constrained allocations */
327         if (end_pfn < pgdat_end_pfn(NODE_DATA(nid)))
328                 return false;
329
330         /*
331          * We start only with one section of pages, more pages are added as
332          * needed until the rest of deferred pages are initialized.
333          */
334         nr_initialised++;
335         if ((nr_initialised > PAGES_PER_SECTION) &&
336             (pfn & (PAGES_PER_SECTION - 1)) == 0) {
337                 NODE_DATA(nid)->first_deferred_pfn = pfn;
338                 return true;
339         }
340         return false;
341 }
342 #else
343 static inline bool early_page_uninitialised(unsigned long pfn)
344 {
345         return false;
346 }
347
348 static inline bool defer_init(int nid, unsigned long pfn, unsigned long end_pfn)
349 {
350         return false;
351 }
352 #endif
353
354 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
355 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct page *page,
356                                                         unsigned long pfn)
357 {
358 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
359         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
360 #else
361         return page_zone(page)->pageblock_flags;
362 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
363 }
364
365 static inline int pfn_to_bitidx(struct page *page, unsigned long pfn)
366 {
367 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
368         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
369         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
370 #else
371         pfn = pfn - round_down(page_zone(page)->zone_start_pfn, pageblock_nr_pages);
372         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
373 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
374 }
375
376 /**
377  * get_pfnblock_flags_mask - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
378  * @page: The page within the block of interest
379  * @pfn: The target page frame number
380  * @end_bitidx: The last bit of interest to retrieve
381  * @mask: mask of bits that the caller is interested in
382  *
383  * Return: pageblock_bits flags
384  */
385 static __always_inline unsigned long __get_pfnblock_flags_mask(struct page *page,
386                                         unsigned long pfn,
387                                         unsigned long end_bitidx,
388                                         unsigned long mask)
389 {
390         unsigned long *bitmap;
391         unsigned long bitidx, word_bitidx;
392         unsigned long word;
393
394         bitmap = get_pageblock_bitmap(page, pfn);
395         bitidx = pfn_to_bitidx(page, pfn);
396         word_bitidx = bitidx / BITS_PER_LONG;
397         bitidx &= (BITS_PER_LONG-1);
398
399         word = bitmap[word_bitidx];
400         bitidx += end_bitidx;
401         return (word >> (BITS_PER_LONG - bitidx - 1)) & mask;
402 }
403
404 unsigned long get_pfnblock_flags_mask(struct page *page, unsigned long pfn,
405                                         unsigned long end_bitidx,
406                                         unsigned long mask)
407 {
408         return __get_pfnblock_flags_mask(page, pfn, end_bitidx, mask);
409 }
410
411 static __always_inline int get_pfnblock_migratetype(struct page *page, unsigned long pfn)
412 {
413         return __get_pfnblock_flags_mask(page, pfn, PB_migrate_end, MIGRATETYPE_MASK);
414 }
415
416 /**
417  * set_pfnblock_flags_mask - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
418  * @page: The page within the block of interest
419  * @flags: The flags to set
420  * @pfn: The target page frame number
421  * @end_bitidx: The last bit of interest
422  * @mask: mask of bits that the caller is interested in
423  */
424 void set_pfnblock_flags_mask(struct page *page, unsigned long flags,
425                                         unsigned long pfn,
426                                         unsigned long end_bitidx,
427                                         unsigned long mask)
428 {
429         unsigned long *bitmap;
430         unsigned long bitidx, word_bitidx;
431         unsigned long old_word, word;
432
433         BUILD_BUG_ON(NR_PAGEBLOCK_BITS != 4);
434
435         bitmap = get_pageblock_bitmap(page, pfn);
436         bitidx = pfn_to_bitidx(page, pfn);
437         word_bitidx = bitidx / BITS_PER_LONG;
438         bitidx &= (BITS_PER_LONG-1);
439
440         VM_BUG_ON_PAGE(!zone_spans_pfn(page_zone(page), pfn), page);
441
442         bitidx += end_bitidx;
443         mask <<= (BITS_PER_LONG - bitidx - 1);
444         flags <<= (BITS_PER_LONG - bitidx - 1);
445
446         word = READ_ONCE(bitmap[word_bitidx]);
447         for (;;) {
448                 old_word = cmpxchg(&bitmap[word_bitidx], word, (word & ~mask) | flags);
449                 if (word == old_word)
450                         break;
451                 word = old_word;
452         }
453 }
454
455 void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
456 {
457         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled &&
458                      migratetype < MIGRATE_PCPTYPES))
459                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
460
461         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
462                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
463 }
464
465 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
466 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
467 {
468         int ret = 0;
469         unsigned seq;
470         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
471         unsigned long sp, start_pfn;
472
473         do {
474                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
475                 start_pfn = zone->zone_start_pfn;
476                 sp = zone->spanned_pages;
477                 if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
478                         ret = 1;
479         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
480
481         if (ret)
482                 pr_err("page 0x%lx outside node %d zone %s [ 0x%lx - 0x%lx ]\n",
483                         pfn, zone_to_nid(zone), zone->name,
484                         start_pfn, start_pfn + sp);
485
486         return ret;
487 }
488
489 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
490 {
491         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
492                 return 0;
493         if (zone != page_zone(page))
494                 return 0;
495
496         return 1;
497 }
498 /*
499  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
500  */
501 static int __maybe_unused bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
502 {
503         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
504                 return 1;
505         if (!page_is_consistent(zone, page))
506                 return 1;
507
508         return 0;
509 }
510 #else
511 static inline int __maybe_unused bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
512 {
513         return 0;
514 }
515 #endif
516
517 static void bad_page(struct page *page, const char *reason,
518                 unsigned long bad_flags)
519 {
520         static unsigned long resume;
521         static unsigned long nr_shown;
522         static unsigned long nr_unshown;
523
524         /*
525          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
526          * or allow a steady drip of one report per second.
527          */
528         if (nr_shown == 60) {
529                 if (time_before(jiffies, resume)) {
530                         nr_unshown++;
531                         goto out;
532                 }
533                 if (nr_unshown) {
534                         pr_alert(
535                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
536                                 nr_unshown);
537                         nr_unshown = 0;
538                 }
539                 nr_shown = 0;
540         }
541         if (nr_shown++ == 0)
542                 resume = jiffies + 60 * HZ;
543
544         pr_alert("BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
545                 current->comm, page_to_pfn(page));
546         __dump_page(page, reason);
547         bad_flags &= page->flags;
548         if (bad_flags)
549                 pr_alert("bad because of flags: %#lx(%pGp)\n",
550                                                 bad_flags, &bad_flags);
551         dump_page_owner(page);
552
553         print_modules();
554         dump_stack();
555 out:
556         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
557         page_mapcount_reset(page); /* remove PageBuddy */
558         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
559 }
560
561 /*
562  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
563  *
564  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page" and have PG_head set.
565  *
566  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages". PageTail() is encoded
567  * in bit 0 of page->compound_head. The rest of bits is pointer to head page.
568  *
569  * The first tail page's ->compound_dtor holds the offset in array of compound
570  * page destructors. See compound_page_dtors.
571  *
572  * The first tail page's ->compound_order holds the order of allocation.
573  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
574  */
575
576 void free_compound_page(struct page *page)
577 {
578         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
579 }
580
581 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned int order)
582 {
583         int i;
584         int nr_pages = 1 << order;
585
586         set_compound_page_dtor(page, COMPOUND_PAGE_DTOR);
587         set_compound_order(page, order);
588         __SetPageHead(page);
589         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
590                 struct page *p = page + i;
591                 set_page_count(p, 0);
592                 p->mapping = TAIL_MAPPING;
593                 set_compound_head(p, page);
594         }
595         atomic_set(compound_mapcount_ptr(page), -1);
596 }
597
598 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
599 unsigned int _debug_guardpage_minorder;
600 bool _debug_pagealloc_enabled __read_mostly
601                         = IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC_ENABLE_DEFAULT);
602 EXPORT_SYMBOL(_debug_pagealloc_enabled);
603 bool _debug_guardpage_enabled __read_mostly;
604
605 static int __init early_debug_pagealloc(char *buf)
606 {
607         if (!buf)
608                 return -EINVAL;
609         return kstrtobool(buf, &_debug_pagealloc_enabled);
610 }
611 early_param("debug_pagealloc", early_debug_pagealloc);
612
613 static bool need_debug_guardpage(void)
614 {
615         /* If we don't use debug_pagealloc, we don't need guard page */
616         if (!debug_pagealloc_enabled())
617                 return false;
618
619         if (!debug_guardpage_minorder())
620                 return false;
621
622         return true;
623 }
624
625 static void init_debug_guardpage(void)
626 {
627         if (!debug_pagealloc_enabled())
628                 return;
629
630         if (!debug_guardpage_minorder())
631                 return;
632
633         _debug_guardpage_enabled = true;
634 }
635
636 struct page_ext_operations debug_guardpage_ops = {
637         .need = need_debug_guardpage,
638         .init = init_debug_guardpage,
639 };
640
641 static int __init debug_guardpage_minorder_setup(char *buf)
642 {
643         unsigned long res;
644
645         if (kstrtoul(buf, 10, &res) < 0 ||  res > MAX_ORDER / 2) {
646                 pr_err("Bad debug_guardpage_minorder value\n");
647                 return 0;
648         }
649         _debug_guardpage_minorder = res;
650         pr_info("Setting debug_guardpage_minorder to %lu\n", res);
651         return 0;
652 }
653 early_param("debug_guardpage_minorder", debug_guardpage_minorder_setup);
654
655 static inline bool set_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
656                                 unsigned int order, int migratetype)
657 {
658         struct page_ext *page_ext;
659
660         if (!debug_guardpage_enabled())
661                 return false;
662
663         if (order >= debug_guardpage_minorder())
664                 return false;
665
666         page_ext = lookup_page_ext(page);
667         if (unlikely(!page_ext))
668                 return false;
669
670         __set_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
671
672         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
673         set_page_private(page, order);
674         /* Guard pages are not available for any usage */
675         __mod_zone_freepage_state(zone, -(1 << order), migratetype);
676
677         return true;
678 }
679
680 static inline void clear_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
681                                 unsigned int order, int migratetype)
682 {
683         struct page_ext *page_ext;
684
685         if (!debug_guardpage_enabled())
686                 return;
687
688         page_ext = lookup_page_ext(page);
689         if (unlikely(!page_ext))
690                 return;
691
692         __clear_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
693
694         set_page_private(page, 0);
695         if (!is_migrate_isolate(migratetype))
696                 __mod_zone_freepage_state(zone, (1 << order), migratetype);
697 }
698 #else
699 struct page_ext_operations debug_guardpage_ops;
700 static inline bool set_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
701                         unsigned int order, int migratetype) { return false; }
702 static inline void clear_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
703                                 unsigned int order, int migratetype) {}
704 #endif
705
706 static inline void set_page_order(struct page *page, unsigned int order)
707 {
708         set_page_private(page, order);
709         __SetPageBuddy(page);
710 }
711
712 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
713 {
714         __ClearPageBuddy(page);
715         set_page_private(page, 0);
716 }
717
718 /*
719  * This function checks whether a page is free && is the buddy
720  * we can coalesce a page and its buddy if
721  * (a) the buddy is not in a hole (check before calling!) &&
722  * (b) the buddy is in the buddy system &&
723  * (c) a page and its buddy have the same order &&
724  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
725  *
726  * For recording whether a page is in the buddy system, we set PageBuddy.
727  * Setting, clearing, and testing PageBuddy is serialized by zone->lock.
728  *
729  * For recording page's order, we use page_private(page).
730  */
731 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
732                                                         unsigned int order)
733 {
734         if (page_is_guard(buddy) && page_order(buddy) == order) {
735                 if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
736                         return 0;
737
738                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(buddy) != 0, buddy);
739
740                 return 1;
741         }
742
743         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
744                 /*
745                  * zone check is done late to avoid uselessly
746                  * calculating zone/node ids for pages that could
747                  * never merge.
748                  */
749                 if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
750                         return 0;
751
752                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(buddy) != 0, buddy);
753
754                 return 1;
755         }
756         return 0;
757 }
758
759 /*
760  * Freeing function for a buddy system allocator.
761  *
762  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
763  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
764  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
765  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
766  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
767  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
768  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
769  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
770  * parts of the VM system.
771  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
772  * free pages of length of (1 << order) and marked with PageBuddy.
773  * Page's order is recorded in page_private(page) field.
774  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
775  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were
776  * free, the remainder of the region must be split into blocks.
777  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
778  * triggers coalescing into a block of larger size.
779  *
780  * -- nyc
781  */
782
783 static inline void __free_one_page(struct page *page,
784                 unsigned long pfn,
785                 struct zone *zone, unsigned int order,
786                 int migratetype)
787 {
788         unsigned long combined_pfn;
789         unsigned long uninitialized_var(buddy_pfn);
790         struct page *buddy;
791         unsigned int max_order;
792
793         max_order = min_t(unsigned int, MAX_ORDER, pageblock_order + 1);
794
795         VM_BUG_ON(!zone_is_initialized(zone));
796         VM_BUG_ON_PAGE(page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP, page);
797
798         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
799         if (likely(!is_migrate_isolate(migratetype)))
800                 __mod_zone_freepage_state(zone, 1 << order, migratetype);
801
802         VM_BUG_ON_PAGE(pfn & ((1 << order) - 1), page);
803         VM_BUG_ON_PAGE(bad_range(zone, page), page);
804
805 continue_merging:
806         while (order < max_order - 1) {
807                 buddy_pfn = __find_buddy_pfn(pfn, order);
808                 buddy = page + (buddy_pfn - pfn);
809
810                 if (!pfn_valid_within(buddy_pfn))
811                         goto done_merging;
812                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
813                         goto done_merging;
814                 /*
815                  * Our buddy is free or it is CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC guard page,
816                  * merge with it and move up one order.
817                  */
818                 if (page_is_guard(buddy)) {
819                         clear_page_guard(zone, buddy, order, migratetype);
820                 } else {
821                         list_del(&buddy->lru);
822                         zone->free_area[order].nr_free--;
823                         rmv_page_order(buddy);
824                 }
825                 combined_pfn = buddy_pfn & pfn;
826                 page = page + (combined_pfn - pfn);
827                 pfn = combined_pfn;
828                 order++;
829         }
830         if (max_order < MAX_ORDER) {
831                 /* If we are here, it means order is >= pageblock_order.
832                  * We want to prevent merge between freepages on isolate
833                  * pageblock and normal pageblock. Without this, pageblock
834                  * isolation could cause incorrect freepage or CMA accounting.
835                  *
836                  * We don't want to hit this code for the more frequent
837                  * low-order merging.
838                  */
839                 if (unlikely(has_isolate_pageblock(zone))) {
840                         int buddy_mt;
841
842                         buddy_pfn = __find_buddy_pfn(pfn, order);
843                         buddy = page + (buddy_pfn - pfn);
844                         buddy_mt = get_pageblock_migratetype(buddy);
845
846                         if (migratetype != buddy_mt
847                                         && (is_migrate_isolate(migratetype) ||
848                                                 is_migrate_isolate(buddy_mt)))
849                                 goto done_merging;
850                 }
851                 max_order++;
852                 goto continue_merging;
853         }
854
855 done_merging:
856         set_page_order(page, order);
857
858         /*
859          * If this is not the largest possible page, check if the buddy
860          * of the next-highest order is free. If it is, it's possible
861          * that pages are being freed that will coalesce soon. In case,
862          * that is happening, add the free page to the tail of the list
863          * so it's less likely to be used soon and more likely to be merged
864          * as a higher order page
865          */
866         if ((order < MAX_ORDER-2) && pfn_valid_within(buddy_pfn)) {
867                 struct page *higher_page, *higher_buddy;
868                 combined_pfn = buddy_pfn & pfn;
869                 higher_page = page + (combined_pfn - pfn);
870                 buddy_pfn = __find_buddy_pfn(combined_pfn, order + 1);
871                 higher_buddy = higher_page + (buddy_pfn - combined_pfn);
872                 if (pfn_valid_within(buddy_pfn) &&
873                     page_is_buddy(higher_page, higher_buddy, order + 1)) {
874                         list_add_tail(&page->lru,
875                                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
876                         goto out;
877                 }
878         }
879
880         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
881 out:
882         zone->free_area[order].nr_free++;
883 }
884
885 /*
886  * A bad page could be due to a number of fields. Instead of multiple branches,
887  * try and check multiple fields with one check. The caller must do a detailed
888  * check if necessary.
889  */
890 static inline bool page_expected_state(struct page *page,
891                                         unsigned long check_flags)
892 {
893         if (unlikely(atomic_read(&page->_mapcount) != -1))
894                 return false;
895
896         if (unlikely((unsigned long)page->mapping |
897                         page_ref_count(page) |
898 #ifdef CONFIG_MEMCG
899                         (unsigned long)page->mem_cgroup |
900 #endif
901                         (page->flags & check_flags)))
902                 return false;
903
904         return true;
905 }
906
907 static void free_pages_check_bad(struct page *page)
908 {
909         const char *bad_reason;
910         unsigned long bad_flags;
911
912         bad_reason = NULL;
913         bad_flags = 0;
914
915         if (unlikely(atomic_read(&page->_mapcount) != -1))
916                 bad_reason = "nonzero mapcount";
917         if (unlikely(page->mapping != NULL))
918                 bad_reason = "non-NULL mapping";
919         if (unlikely(page_ref_count(page) != 0))
920                 bad_reason = "nonzero _refcount";
921         if (unlikely(page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE)) {
922                 bad_reason = "PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE flag(s) set";
923                 bad_flags = PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE;
924         }
925 #ifdef CONFIG_MEMCG
926         if (unlikely(page->mem_cgroup))
927                 bad_reason = "page still charged to cgroup";
928 #endif
929         bad_page(page, bad_reason, bad_flags);
930 }
931
932 static inline int free_pages_check(struct page *page)
933 {
934         if (likely(page_expected_state(page, PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE)))
935                 return 0;
936
937         /* Something has gone sideways, find it */
938         free_pages_check_bad(page);
939         return 1;
940 }
941
942 static int free_tail_pages_check(struct page *head_page, struct page *page)
943 {
944         int ret = 1;
945
946         /*
947          * We rely page->lru.next never has bit 0 set, unless the page
948          * is PageTail(). Let's make sure that's true even for poisoned ->lru.
949          */
950         BUILD_BUG_ON((unsigned long)LIST_POISON1 & 1);
951
952         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM)) {
953                 ret = 0;
954                 goto out;
955         }
956         switch (page - head_page) {
957         case 1:
958                 /* the first tail page: ->mapping may be compound_mapcount() */
959                 if (unlikely(compound_mapcount(page))) {
960                         bad_page(page, "nonzero compound_mapcount", 0);
961                         goto out;
962                 }
963                 break;
964         case 2:
965                 /*
966                  * the second tail page: ->mapping is
967                  * deferred_list.next -- ignore value.
968                  */
969                 break;
970         default:
971                 if (page->mapping != TAIL_MAPPING) {
972                         bad_page(page, "corrupted mapping in tail page", 0);
973                         goto out;
974                 }
975                 break;
976         }
977         if (unlikely(!PageTail(page))) {
978                 bad_page(page, "PageTail not set", 0);
979                 goto out;
980         }
981         if (unlikely(compound_head(page) != head_page)) {
982                 bad_page(page, "compound_head not consistent", 0);
983                 goto out;
984         }
985         ret = 0;
986 out:
987         page->mapping = NULL;
988         clear_compound_head(page);
989         return ret;
990 }
991
992 static __always_inline bool free_pages_prepare(struct page *page,
993                                         unsigned int order, bool check_free)
994 {
995         int bad = 0;
996
997         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
998
999         trace_mm_page_free(page, order);
1000
1001         /*
1002          * Check tail pages before head page information is cleared to
1003          * avoid checking PageCompound for order-0 pages.
1004          */
1005         if (unlikely(order)) {
1006                 bool compound = PageCompound(page);
1007                 int i;
1008
1009                 VM_BUG_ON_PAGE(compound && compound_order(page) != order, page);
1010
1011                 if (compound)
1012                         ClearPageDoubleMap(page);
1013                 for (i = 1; i < (1 << order); i++) {
1014                         if (compound)
1015                                 bad += free_tail_pages_check(page, page + i);
1016                         if (unlikely(free_pages_check(page + i))) {
1017                                 bad++;
1018                                 continue;
1019                         }
1020                         (page + i)->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
1021                 }
1022         }
1023         if (PageMappingFlags(page))
1024                 page->mapping = NULL;
1025         if (memcg_kmem_enabled() && PageKmemcg(page))
1026                 memcg_kmem_uncharge(page, order);
1027         if (check_free)
1028                 bad += free_pages_check(page);
1029         if (bad)
1030                 return false;
1031
1032         page_cpupid_reset_last(page);
1033         page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
1034         reset_page_owner(page, order);
1035
1036         if (!PageHighMem(page)) {
1037                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
1038                                            PAGE_SIZE << order);
1039                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
1040                                            PAGE_SIZE << order);
1041         }
1042         arch_free_page(page, order);
1043         kernel_poison_pages(page, 1 << order, 0);
1044         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
1045         kasan_free_pages(page, order);
1046
1047         return true;
1048 }
1049
1050 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1051 static inline bool free_pcp_prepare(struct page *page)
1052 {
1053         return free_pages_prepare(page, 0, true);
1054 }
1055
1056 static inline bool bulkfree_pcp_prepare(struct page *page)
1057 {
1058         return false;
1059 }
1060 #else
1061 static bool free_pcp_prepare(struct page *page)
1062 {
1063         return free_pages_prepare(page, 0, false);
1064 }
1065
1066 static bool bulkfree_pcp_prepare(struct page *page)
1067 {
1068         return free_pages_check(page);
1069 }
1070 #endif /* CONFIG_DEBUG_VM */
1071
1072 static inline void prefetch_buddy(struct page *page)
1073 {
1074         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1075         unsigned long buddy_pfn = __find_buddy_pfn(pfn, 0);
1076         struct page *buddy = page + (buddy_pfn - pfn);
1077
1078         prefetch(buddy);
1079 }
1080
1081 /*
1082  * Frees a number of pages from the PCP lists
1083  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
1084  * count is the number of pages to free.
1085  *
1086  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
1087  * see if this freeing clears that state.
1088  *
1089  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
1090  * pinned" detection logic.
1091  */
1092 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
1093                                         struct per_cpu_pages *pcp)
1094 {
1095         int migratetype = 0;
1096         int batch_free = 0;
1097         int prefetch_nr = 0;
1098         bool isolated_pageblocks;
1099         struct page *page, *tmp;
1100         LIST_HEAD(head);
1101
1102         while (count) {
1103                 struct list_head *list;
1104
1105                 /*
1106                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
1107                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
1108                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
1109                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
1110                  * lists
1111                  */
1112                 do {
1113                         batch_free++;
1114                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
1115                                 migratetype = 0;
1116                         list = &pcp->lists[migratetype];
1117                 } while (list_empty(list));
1118
1119                 /* This is the only non-empty list. Free them all. */
1120                 if (batch_free == MIGRATE_PCPTYPES)
1121                         batch_free = count;
1122
1123                 do {
1124                         page = list_last_entry(list, struct page, lru);
1125                         /* must delete to avoid corrupting pcp list */
1126                         list_del(&page->lru);
1127                         pcp->count--;
1128
1129                         if (bulkfree_pcp_prepare(page))
1130                                 continue;
1131
1132                         list_add_tail(&page->lru, &head);
1133
1134                         /*
1135                          * We are going to put the page back to the global
1136                          * pool, prefetch its buddy to speed up later access
1137                          * under zone->lock. It is believed the overhead of
1138                          * an additional test and calculating buddy_pfn here
1139                          * can be offset by reduced memory latency later. To
1140                          * avoid excessive prefetching due to large count, only
1141                          * prefetch buddy for the first pcp->batch nr of pages.
1142                          */
1143                         if (prefetch_nr++ < pcp->batch)
1144                                 prefetch_buddy(page);
1145                 } while (--count && --batch_free && !list_empty(list));
1146         }
1147
1148         spin_lock(&zone->lock);
1149         isolated_pageblocks = has_isolate_pageblock(zone);
1150
1151         /*
1152          * Use safe version since after __free_one_page(),
1153          * page->lru.next will not point to original list.
1154          */
1155         list_for_each_entry_safe(page, tmp, &head, lru) {
1156                 int mt = get_pcppage_migratetype(page);
1157                 /* MIGRATE_ISOLATE page should not go to pcplists */
1158                 VM_BUG_ON_PAGE(is_migrate_isolate(mt), page);
1159                 /* Pageblock could have been isolated meanwhile */
1160                 if (unlikely(isolated_pageblocks))
1161                         mt = get_pageblock_migratetype(page);
1162
1163                 __free_one_page(page, page_to_pfn(page), zone, 0, mt);
1164                 trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, mt);
1165         }
1166         spin_unlock(&zone->lock);
1167 }
1168
1169 static void free_one_page(struct zone *zone,
1170                                 struct page *page, unsigned long pfn,
1171                                 unsigned int order,
1172                                 int migratetype)
1173 {
1174         spin_lock(&zone->lock);
1175         if (unlikely(has_isolate_pageblock(zone) ||
1176                 is_migrate_isolate(migratetype))) {
1177                 migratetype = get_pfnblock_migratetype(page, pfn);
1178         }
1179         __free_one_page(page, pfn, zone, order, migratetype);
1180         spin_unlock(&zone->lock);
1181 }
1182
1183 static void __meminit __init_single_page(struct page *page, unsigned long pfn,
1184                                 unsigned long zone, int nid)
1185 {
1186         mm_zero_struct_page(page);
1187         set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1188         init_page_count(page);
1189         page_mapcount_reset(page);
1190         page_cpupid_reset_last(page);
1191         page_kasan_tag_reset(page);
1192
1193         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1194 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1195         /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1196         if (!is_highmem_idx(zone))
1197                 set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1198 #endif
1199 }
1200
1201 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
1202 static void __meminit init_reserved_page(unsigned long pfn)
1203 {
1204         pg_data_t *pgdat;
1205         int nid, zid;
1206
1207         if (!early_page_uninitialised(pfn))
1208                 return;
1209
1210         nid = early_pfn_to_nid(pfn);
1211         pgdat = NODE_DATA(nid);
1212
1213         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1214                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
1215
1216                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn && pfn < zone_end_pfn(zone))
1217                         break;
1218         }
1219         __init_single_page(pfn_to_page(pfn), pfn, zid, nid);
1220 }
1221 #else
1222 static inline void init_reserved_page(unsigned long pfn)
1223 {
1224 }
1225 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
1226
1227 /*
1228  * Initialised pages do not have PageReserved set. This function is
1229  * called for each range allocated by the bootmem allocator and
1230  * marks the pages PageReserved. The remaining valid pages are later
1231  * sent to the buddy page allocator.
1232  */
1233 void __meminit reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end)
1234 {
1235         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
1236         unsigned long end_pfn = PFN_UP(end);
1237
1238         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn++) {
1239                 if (pfn_valid(start_pfn)) {
1240                         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1241
1242                         init_reserved_page(start_pfn);
1243
1244                         /* Avoid false-positive PageTail() */
1245                         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1246
1247                         /*
1248                          * no need for atomic set_bit because the struct
1249                          * page is not visible yet so nobody should
1250                          * access it yet.
1251                          */
1252                         __SetPageReserved(page);
1253                 }
1254         }
1255 }
1256
1257 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
1258 {
1259         unsigned long flags;
1260         int migratetype;
1261         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1262
1263         if (!free_pages_prepare(page, order, true))
1264                 return;
1265
1266         migratetype = get_pfnblock_migratetype(page, pfn);
1267         local_irq_save(flags);
1268         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
1269         free_one_page(page_zone(page), page, pfn, order, migratetype);
1270         local_irq_restore(flags);
1271 }
1272
1273 static void __init __free_pages_boot_core(struct page *page, unsigned int order)
1274 {
1275         unsigned int nr_pages = 1 << order;
1276         struct page *p = page;
1277         unsigned int loop;
1278
1279         prefetchw(p);
1280         for (loop = 0; loop < (nr_pages - 1); loop++, p++) {
1281                 prefetchw(p + 1);
1282                 __ClearPageReserved(p);
1283                 set_page_count(p, 0);
1284         }
1285         __ClearPageReserved(p);
1286         set_page_count(p, 0);
1287
1288         atomic_long_add(nr_pages, &page_zone(page)->managed_pages);
1289         set_page_refcounted(page);
1290         __free_pages(page, order);
1291 }
1292
1293 #if defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID) || \
1294         defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP)
1295
1296 static struct mminit_pfnnid_cache early_pfnnid_cache __meminitdata;
1297
1298 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
1299 {
1300         static DEFINE_SPINLOCK(early_pfn_lock);
1301         int nid;
1302
1303         spin_lock(&early_pfn_lock);
1304         nid = __early_pfn_to_nid(pfn, &early_pfnnid_cache);
1305         if (nid < 0)
1306                 nid = first_online_node;
1307         spin_unlock(&early_pfn_lock);
1308
1309         return nid;
1310 }
1311 #endif
1312
1313 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
1314 static inline bool __meminit __maybe_unused
1315 meminit_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node,
1316                    struct mminit_pfnnid_cache *state)
1317 {
1318         int nid;
1319
1320         nid = __early_pfn_to_nid(pfn, state);
1321         if (nid >= 0 && nid != node)
1322                 return false;
1323         return true;
1324 }
1325
1326 /* Only safe to use early in boot when initialisation is single-threaded */
1327 static inline bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
1328 {
1329         return meminit_pfn_in_nid(pfn, node, &early_pfnnid_cache);
1330 }
1331
1332 #else
1333
1334 static inline bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
1335 {
1336         return true;
1337 }
1338 static inline bool __meminit  __maybe_unused
1339 meminit_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node,
1340                    struct mminit_pfnnid_cache *state)
1341 {
1342         return true;
1343 }
1344 #endif
1345
1346
1347 void __init memblock_free_pages(struct page *page, unsigned long pfn,
1348                                                         unsigned int order)
1349 {
1350         if (early_page_uninitialised(pfn))
1351                 return;
1352         return __free_pages_boot_core(page, order);
1353 }
1354
1355 /*
1356  * Check that the whole (or subset of) a pageblock given by the interval of
1357  * [start_pfn, end_pfn) is valid and within the same zone, before scanning it
1358  * with the migration of free compaction scanner. The scanners then need to
1359  * use only pfn_valid_within() check for arches that allow holes within
1360  * pageblocks.
1361  *
1362  * Return struct page pointer of start_pfn, or NULL if checks were not passed.
1363  *
1364  * It's possible on some configurations to have a setup like node0 node1 node0
1365  * i.e. it's possible that all pages within a zones range of pages do not
1366  * belong to a single zone. We assume that a border between node0 and node1
1367  * can occur within a single pageblock, but not a node0 node1 node0
1368  * interleaving within a single pageblock. It is therefore sufficient to check
1369  * the first and last page of a pageblock and avoid checking each individual
1370  * page in a pageblock.
1371  */
1372 struct page *__pageblock_pfn_to_page(unsigned long start_pfn,
1373                                      unsigned long end_pfn, struct zone *zone)
1374 {
1375         struct page *start_page;
1376         struct page *end_page;
1377
1378         /* end_pfn is one past the range we are checking */
1379         end_pfn--;
1380
1381         if (!pfn_valid(start_pfn) || !pfn_valid(end_pfn))
1382                 return NULL;
1383
1384         start_page = pfn_to_online_page(start_pfn);
1385         if (!start_page)
1386                 return NULL;
1387
1388         if (page_zone(start_page) != zone)
1389                 return NULL;
1390
1391         end_page = pfn_to_page(end_pfn);
1392
1393         /* This gives a shorter code than deriving page_zone(end_page) */
1394         if (page_zone_id(start_page) != page_zone_id(end_page))
1395                 return NULL;
1396
1397         return start_page;
1398 }
1399
1400 void set_zone_contiguous(struct zone *zone)
1401 {
1402         unsigned long block_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
1403         unsigned long block_end_pfn;
1404
1405         block_end_pfn = ALIGN(block_start_pfn + 1, pageblock_nr_pages);
1406         for (; block_start_pfn < zone_end_pfn(zone);
1407                         block_start_pfn = block_end_pfn,
1408                          block_end_pfn += pageblock_nr_pages) {
1409
1410                 block_end_pfn = min(block_end_pfn, zone_end_pfn(zone));
1411
1412                 if (!__pageblock_pfn_to_page(block_start_pfn,
1413                                              block_end_pfn, zone))
1414                         return;
1415         }
1416
1417         /* We confirm that there is no hole */
1418         zone->contiguous = true;
1419 }
1420
1421 void clear_zone_contiguous(struct zone *zone)
1422 {
1423         zone->contiguous = false;
1424 }
1425
1426 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
1427 static void __init deferred_free_range(unsigned long pfn,
1428                                        unsigned long nr_pages)
1429 {
1430         struct page *page;
1431         unsigned long i;
1432
1433         if (!nr_pages)
1434                 return;
1435
1436         page = pfn_to_page(pfn);
1437
1438         /* Free a large naturally-aligned chunk if possible */
1439         if (nr_pages == pageblock_nr_pages &&
1440             (pfn & (pageblock_nr_pages - 1)) == 0) {
1441                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
1442                 __free_pages_boot_core(page, pageblock_order);
1443                 return;
1444         }
1445
1446         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++, pfn++) {
1447                 if ((pfn & (pageblock_nr_pages - 1)) == 0)
1448                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
1449                 __free_pages_boot_core(page, 0);
1450         }
1451 }
1452
1453 /* Completion tracking for deferred_init_memmap() threads */
1454 static atomic_t pgdat_init_n_undone __initdata;
1455 static __initdata DECLARE_COMPLETION(pgdat_init_all_done_comp);
1456
1457 static inline void __init pgdat_init_report_one_done(void)
1458 {
1459         if (atomic_dec_and_test(&pgdat_init_n_undone))
1460                 complete(&pgdat_init_all_done_comp);
1461 }
1462
1463 /*
1464  * Returns true if page needs to be initialized or freed to buddy allocator.
1465  *
1466  * First we check if pfn is valid on architectures where it is possible to have
1467  * holes within pageblock_nr_pages. On systems where it is not possible, this
1468  * function is optimized out.
1469  *
1470  * Then, we check if a current large page is valid by only checking the validity
1471  * of the head pfn.
1472  *
1473  * Finally, meminit_pfn_in_nid is checked on systems where pfns can interleave
1474  * within a node: a pfn is between start and end of a node, but does not belong
1475  * to this memory node.
1476  */
1477 static inline bool __init
1478 deferred_pfn_valid(int nid, unsigned long pfn,
1479                    struct mminit_pfnnid_cache *nid_init_state)
1480 {
1481         if (!pfn_valid_within(pfn))
1482                 return false;
1483         if (!(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)) && !pfn_valid(pfn))
1484                 return false;
1485         if (!meminit_pfn_in_nid(pfn, nid, nid_init_state))
1486                 return false;
1487         return true;
1488 }
1489
1490 /*
1491  * Free pages to buddy allocator. Try to free aligned pages in
1492  * pageblock_nr_pages sizes.
1493  */
1494 static void __init deferred_free_pages(int nid, int zid, unsigned long pfn,
1495                                        unsigned long end_pfn)
1496 {
1497         struct mminit_pfnnid_cache nid_init_state = { };
1498         unsigned long nr_pgmask = pageblock_nr_pages - 1;
1499         unsigned long nr_free = 0;
1500
1501         for (; pfn < end_pfn; pfn++) {
1502                 if (!deferred_pfn_valid(nid, pfn, &nid_init_state)) {
1503                         deferred_free_range(pfn - nr_free, nr_free);
1504                         nr_free = 0;
1505                 } else if (!(pfn & nr_pgmask)) {
1506                         deferred_free_range(pfn - nr_free, nr_free);
1507                         nr_free = 1;
1508                         touch_nmi_watchdog();
1509                 } else {
1510                         nr_free++;
1511                 }
1512         }
1513         /* Free the last block of pages to allocator */
1514         deferred_free_range(pfn - nr_free, nr_free);
1515 }
1516
1517 /*
1518  * Initialize struct pages.  We minimize pfn page lookups and scheduler checks
1519  * by performing it only once every pageblock_nr_pages.
1520  * Return number of pages initialized.
1521  */
1522 static unsigned long  __init deferred_init_pages(int nid, int zid,
1523                                                  unsigned long pfn,
1524                                                  unsigned long end_pfn)
1525 {
1526         struct mminit_pfnnid_cache nid_init_state = { };
1527         unsigned long nr_pgmask = pageblock_nr_pages - 1;
1528         unsigned long nr_pages = 0;
1529         struct page *page = NULL;
1530
1531         for (; pfn < end_pfn; pfn++) {
1532                 if (!deferred_pfn_valid(nid, pfn, &nid_init_state)) {
1533                         page = NULL;
1534                         continue;
1535                 } else if (!page || !(pfn & nr_pgmask)) {
1536                         page = pfn_to_page(pfn);
1537                         touch_nmi_watchdog();
1538                 } else {
1539                         page++;
1540                 }
1541                 __init_single_page(page, pfn, zid, nid);
1542                 nr_pages++;
1543         }
1544         return (nr_pages);
1545 }
1546
1547 /* Initialise remaining memory on a node */
1548 static int __init deferred_init_memmap(void *data)
1549 {
1550         pg_data_t *pgdat = data;
1551         int nid = pgdat->node_id;
1552         unsigned long start = jiffies;
1553         unsigned long nr_pages = 0;
1554         unsigned long spfn, epfn, first_init_pfn, flags;
1555         phys_addr_t spa, epa;
1556         int zid;
1557         struct zone *zone;
1558         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
1559         u64 i;
1560
1561         /* Bind memory initialisation thread to a local node if possible */
1562         if (!cpumask_empty(cpumask))
1563                 set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask);
1564
1565         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
1566         first_init_pfn = pgdat->first_deferred_pfn;
1567         if (first_init_pfn == ULONG_MAX) {
1568                 pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
1569                 pgdat_init_report_one_done();
1570                 return 0;
1571         }
1572
1573         /* Sanity check boundaries */
1574         BUG_ON(pgdat->first_deferred_pfn < pgdat->node_start_pfn);
1575         BUG_ON(pgdat->first_deferred_pfn > pgdat_end_pfn(pgdat));
1576         pgdat->first_deferred_pfn = ULONG_MAX;
1577
1578         /* Only the highest zone is deferred so find it */
1579         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1580                 zone = pgdat->node_zones + zid;
1581                 if (first_init_pfn < zone_end_pfn(zone))
1582                         break;
1583         }
1584         first_init_pfn = max(zone->zone_start_pfn, first_init_pfn);
1585
1586         /*
1587          * Initialize and free pages. We do it in two loops: first we initialize
1588          * struct page, than free to buddy allocator, because while we are
1589          * freeing pages we can access pages that are ahead (computing buddy
1590          * page in __free_one_page()).
1591          */
1592         for_each_free_mem_range(i, nid, MEMBLOCK_NONE, &spa, &epa, NULL) {
1593                 spfn = max_t(unsigned long, first_init_pfn, PFN_UP(spa));
1594                 epfn = min_t(unsigned long, zone_end_pfn(zone), PFN_DOWN(epa));
1595                 nr_pages += deferred_init_pages(nid, zid, spfn, epfn);
1596         }
1597         for_each_free_mem_range(i, nid, MEMBLOCK_NONE, &spa, &epa, NULL) {
1598                 spfn = max_t(unsigned long, first_init_pfn, PFN_UP(spa));
1599                 epfn = min_t(unsigned long, zone_end_pfn(zone), PFN_DOWN(epa));
1600                 deferred_free_pages(nid, zid, spfn, epfn);
1601         }
1602         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
1603
1604         /* Sanity check that the next zone really is unpopulated */
1605         WARN_ON(++zid < MAX_NR_ZONES && populated_zone(++zone));
1606
1607         pr_info("node %d initialised, %lu pages in %ums\n", nid, nr_pages,
1608                                         jiffies_to_msecs(jiffies - start));
1609
1610         pgdat_init_report_one_done();
1611         return 0;
1612 }
1613
1614 /*
1615  * During boot we initialize deferred pages on-demand, as needed, but once
1616  * page_alloc_init_late() has finished, the deferred pages are all initialized,
1617  * and we can permanently disable that path.
1618  */
1619 static DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(deferred_pages);
1620
1621 /*
1622  * If this zone has deferred pages, try to grow it by initializing enough
1623  * deferred pages to satisfy the allocation specified by order, rounded up to
1624  * the nearest PAGES_PER_SECTION boundary.  So we're adding memory in increments
1625  * of SECTION_SIZE bytes by initializing struct pages in increments of
1626  * PAGES_PER_SECTION * sizeof(struct page) bytes.
1627  *
1628  * Return true when zone was grown, otherwise return false. We return true even
1629  * when we grow less than requested, to let the caller decide if there are
1630  * enough pages to satisfy the allocation.
1631  *
1632  * Note: We use noinline because this function is needed only during boot, and
1633  * it is called from a __ref function _deferred_grow_zone. This way we are
1634  * making sure that it is not inlined into permanent text section.
1635  */
1636 static noinline bool __init
1637 deferred_grow_zone(struct zone *zone, unsigned int order)
1638 {
1639         int zid = zone_idx(zone);
1640         int nid = zone_to_nid(zone);
1641         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1642         unsigned long nr_pages_needed = ALIGN(1 << order, PAGES_PER_SECTION);
1643         unsigned long nr_pages = 0;
1644         unsigned long first_init_pfn, spfn, epfn, t, flags;
1645         unsigned long first_deferred_pfn = pgdat->first_deferred_pfn;
1646         phys_addr_t spa, epa;
1647         u64 i;
1648
1649         /* Only the last zone may have deferred pages */
1650         if (zone_end_pfn(zone) != pgdat_end_pfn(pgdat))
1651                 return false;
1652
1653         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
1654
1655         /*
1656          * If deferred pages have been initialized while we were waiting for
1657          * the lock, return true, as the zone was grown.  The caller will retry
1658          * this zone.  We won't return to this function since the caller also
1659          * has this static branch.
1660          */
1661         if (!static_branch_unlikely(&deferred_pages)) {
1662                 pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
1663                 return true;
1664         }
1665
1666         /*
1667          * If someone grew this zone while we were waiting for spinlock, return
1668          * true, as there might be enough pages already.
1669          */
1670         if (first_deferred_pfn != pgdat->first_deferred_pfn) {
1671                 pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
1672                 return true;
1673         }
1674
1675         first_init_pfn = max(zone->zone_start_pfn, first_deferred_pfn);
1676
1677         if (first_init_pfn >= pgdat_end_pfn(pgdat)) {
1678                 pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
1679                 return false;
1680         }
1681
1682         for_each_free_mem_range(i, nid, MEMBLOCK_NONE, &spa, &epa, NULL) {
1683                 spfn = max_t(unsigned long, first_init_pfn, PFN_UP(spa));
1684                 epfn = min_t(unsigned long, zone_end_pfn(zone), PFN_DOWN(epa));
1685
1686                 while (spfn < epfn && nr_pages < nr_pages_needed) {
1687                         t = ALIGN(spfn + PAGES_PER_SECTION, PAGES_PER_SECTION);
1688                         first_deferred_pfn = min(t, epfn);
1689                         nr_pages += deferred_init_pages(nid, zid, spfn,
1690                                                         first_deferred_pfn);
1691                         spfn = first_deferred_pfn;
1692                 }
1693
1694                 if (nr_pages >= nr_pages_needed)
1695                         break;
1696         }
1697
1698         for_each_free_mem_range(i, nid, MEMBLOCK_NONE, &spa, &epa, NULL) {
1699                 spfn = max_t(unsigned long, first_init_pfn, PFN_UP(spa));
1700                 epfn = min_t(unsigned long, first_deferred_pfn, PFN_DOWN(epa));
1701                 deferred_free_pages(nid, zid, spfn, epfn);
1702
1703                 if (first_deferred_pfn == epfn)
1704                         break;
1705         }
1706         pgdat->first_deferred_pfn = first_deferred_pfn;
1707         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
1708
1709         return nr_pages > 0;
1710 }
1711
1712 /*
1713  * deferred_grow_zone() is __init, but it is called from
1714  * get_page_from_freelist() during early boot until deferred_pages permanently
1715  * disables this call. This is why we have refdata wrapper to avoid warning,
1716  * and to ensure that the function body gets unloaded.
1717  */
1718 static bool __ref
1719 _deferred_grow_zone(struct zone *zone, unsigned int order)
1720 {
1721         return deferred_grow_zone(zone, order);
1722 }
1723
1724 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
1725
1726 void __init page_alloc_init_late(void)
1727 {
1728         struct zone *zone;
1729
1730 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
1731         int nid;
1732
1733         /* There will be num_node_state(N_MEMORY) threads */
1734         atomic_set(&pgdat_init_n_undone, num_node_state(N_MEMORY));
1735         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1736                 kthread_run(deferred_init_memmap, NODE_DATA(nid), "pgdatinit%d", nid);
1737         }
1738
1739         /* Block until all are initialised */
1740         wait_for_completion(&pgdat_init_all_done_comp);
1741
1742         /*
1743          * We initialized the rest of the deferred pages.  Permanently disable
1744          * on-demand struct page initialization.
1745          */
1746         static_branch_disable(&deferred_pages);
1747
1748         /* Reinit limits that are based on free pages after the kernel is up */
1749         files_maxfiles_init();
1750 #endif
1751 #ifdef CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK
1752         /* Discard memblock private memory */
1753         memblock_discard();
1754 #endif
1755
1756         for_each_populated_zone(zone)
1757                 set_zone_contiguous(zone);
1758 }
1759
1760 #ifdef CONFIG_CMA
1761 /* Free whole pageblock and set its migration type to MIGRATE_CMA. */
1762 void __init init_cma_reserved_pageblock(struct page *page)
1763 {
1764         unsigned i = pageblock_nr_pages;
1765         struct page *p = page;
1766
1767         do {
1768                 __ClearPageReserved(p);
1769                 set_page_count(p, 0);
1770         } while (++p, --i);
1771
1772         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_CMA);
1773
1774         if (pageblock_order >= MAX_ORDER) {
1775                 i = pageblock_nr_pages;
1776                 p = page;
1777                 do {
1778                         set_page_refcounted(p);
1779                         __free_pages(p, MAX_ORDER - 1);
1780                         p += MAX_ORDER_NR_PAGES;
1781                 } while (i -= MAX_ORDER_NR_PAGES);
1782         } else {
1783                 set_page_refcounted(page);
1784                 __free_pages(page, pageblock_order);
1785         }
1786
1787         adjust_managed_page_count(page, pageblock_nr_pages);
1788 }
1789 #endif
1790
1791 /*
1792  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
1793  * Please do not alter this order without good reasons and regression
1794  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
1795  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
1796  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
1797  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
1798  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
1799  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
1800  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
1801  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
1802  *
1803  * -- nyc
1804  */
1805 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
1806         int low, int high, struct free_area *area,
1807         int migratetype)
1808 {
1809         unsigned long size = 1 << high;
1810
1811         while (high > low) {
1812                 area--;
1813                 high--;
1814                 size >>= 1;
1815                 VM_BUG_ON_PAGE(bad_range(zone, &page[size]), &page[size]);
1816
1817                 /*
1818                  * Mark as guard pages (or page), that will allow to
1819                  * merge back to allocator when buddy will be freed.
1820                  * Corresponding page table entries will not be touched,
1821                  * pages will stay not present in virtual address space
1822                  */
1823                 if (set_page_guard(zone, &page[size], high, migratetype))
1824                         continue;
1825
1826                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
1827                 area->nr_free++;
1828                 set_page_order(&page[size], high);
1829         }
1830 }
1831
1832 static void check_new_page_bad(struct page *page)
1833 {
1834         const char *bad_reason = NULL;
1835         unsigned long bad_flags = 0;
1836
1837         if (unlikely(atomic_read(&page->_mapcount) != -1))
1838                 bad_reason = "nonzero mapcount";
1839         if (unlikely(page->mapping != NULL))
1840                 bad_reason = "non-NULL mapping";
1841         if (unlikely(page_ref_count(page) != 0))
1842                 bad_reason = "nonzero _count";
1843         if (unlikely(page->flags & __PG_HWPOISON)) {
1844                 bad_reason = "HWPoisoned (hardware-corrupted)";
1845                 bad_flags = __PG_HWPOISON;
1846                 /* Don't complain about hwpoisoned pages */
1847                 page_mapcount_reset(page); /* remove PageBuddy */
1848                 return;
1849         }
1850         if (unlikely(page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)) {
1851                 bad_reason = "PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP flag set";
1852                 bad_flags = PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
1853         }
1854 #ifdef CONFIG_MEMCG
1855         if (unlikely(page->mem_cgroup))
1856                 bad_reason = "page still charged to cgroup";
1857 #endif
1858         bad_page(page, bad_reason, bad_flags);
1859 }
1860
1861 /*
1862  * This page is about to be returned from the page allocator
1863  */
1864 static inline int check_new_page(struct page *page)
1865 {
1866         if (likely(page_expected_state(page,
1867                                 PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP|__PG_HWPOISON)))
1868                 return 0;
1869
1870         check_new_page_bad(page);
1871         return 1;
1872 }
1873
1874 static inline bool free_pages_prezeroed(void)
1875 {
1876         return IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_POISONING_ZERO) &&
1877                 page_poisoning_enabled();
1878 }
1879
1880 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1881 static bool check_pcp_refill(struct page *page)
1882 {
1883         return false;
1884 }
1885
1886 static bool check_new_pcp(struct page *page)
1887 {
1888         return check_new_page(page);
1889 }
1890 #else
1891 static bool check_pcp_refill(struct page *page)
1892 {
1893         return check_new_page(page);
1894 }
1895 static bool check_new_pcp(struct page *page)
1896 {
1897         return false;
1898 }
1899 #endif /* CONFIG_DEBUG_VM */
1900
1901 static bool check_new_pages(struct page *page, unsigned int order)
1902 {
1903         int i;
1904         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
1905                 struct page *p = page + i;
1906
1907                 if (unlikely(check_new_page(p)))
1908                         return true;
1909         }
1910
1911         return false;
1912 }
1913
1914 inline void post_alloc_hook(struct page *page, unsigned int order,
1915                                 gfp_t gfp_flags)
1916 {
1917         set_page_private(page, 0);
1918         set_page_refcounted(page);
1919
1920         arch_alloc_page(page, order);
1921         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
1922         kernel_poison_pages(page, 1 << order, 1);
1923         kasan_alloc_pages(page, order);
1924         set_page_owner(page, order, gfp_flags);
1925 }
1926
1927 static void prep_new_page(struct page *page, unsigned int order, gfp_t gfp_flags,
1928                                                         unsigned int alloc_flags)
1929 {
1930         int i;
1931
1932         post_alloc_hook(page, order, gfp_flags);
1933
1934         if (!free_pages_prezeroed() && (gfp_flags & __GFP_ZERO))
1935                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
1936                         clear_highpage(page + i);
1937
1938         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
1939                 prep_compound_page(page, order);
1940
1941         /*
1942          * page is set pfmemalloc when ALLOC_NO_WATERMARKS was necessary to
1943          * allocate the page. The expectation is that the caller is taking
1944          * steps that will free more memory. The caller should avoid the page
1945          * being used for !PFMEMALLOC purposes.
1946          */
1947         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)
1948                 set_page_pfmemalloc(page);
1949         else
1950                 clear_page_pfmemalloc(page);
1951 }
1952
1953 /*
1954  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
1955  * the smallest available page from the freelists
1956  */
1957 static __always_inline
1958 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
1959                                                 int migratetype)
1960 {
1961         unsigned int current_order;
1962         struct free_area *area;
1963         struct page *page;
1964
1965         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
1966         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
1967                 area = &(zone->free_area[current_order]);
1968                 page = list_first_entry_or_null(&area->free_list[migratetype],
1969                                                         struct page, lru);
1970                 if (!page)
1971                         continue;
1972                 list_del(&page->lru);
1973                 rmv_page_order(page);
1974                 area->nr_free--;
1975                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
1976                 set_pcppage_migratetype(page, migratetype);
1977                 return page;
1978         }
1979
1980         return NULL;
1981 }
1982
1983
1984 /*
1985  * This array describes the order lists are fallen back to when
1986  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
1987  */
1988 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][4] = {
1989         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_TYPES },
1990         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_TYPES },
1991         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_TYPES },
1992 #ifdef CONFIG_CMA
1993         [MIGRATE_CMA]         = { MIGRATE_TYPES }, /* Never used */
1994 #endif
1995 #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
1996         [MIGRATE_ISOLATE]     = { MIGRATE_TYPES }, /* Never used */
1997 #endif
1998 };
1999
2000 #ifdef CONFIG_CMA
2001 static __always_inline struct page *__rmqueue_cma_fallback(struct zone *zone,
2002                                         unsigned int order)
2003 {
2004         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_CMA);
2005 }
2006 #else
2007 static inline struct page *__rmqueue_cma_fallback(struct zone *zone,
2008                                         unsigned int order) { return NULL; }
2009 #endif
2010
2011 /*
2012  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
2013  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
2014  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
2015  */
2016 static int move_freepages(struct zone *zone,
2017                           struct page *start_page, struct page *end_page,
2018                           int migratetype, int *num_movable)
2019 {
2020         struct page *page;
2021         unsigned int order;
2022         int pages_moved = 0;
2023
2024 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
2025         /*
2026          * page_zone is not safe to call in this context when
2027          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
2028          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
2029          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
2030          * grouping pages by mobility
2031          */
2032         VM_BUG_ON(pfn_valid(page_to_pfn(start_page)) &&
2033                   pfn_valid(page_to_pfn(end_page)) &&
2034                   page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
2035 #endif
2036         for (page = start_page; page <= end_page;) {
2037                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
2038                         page++;
2039                         continue;
2040                 }
2041
2042                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
2043                 VM_BUG_ON_PAGE(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone), page);
2044
2045                 if (!PageBuddy(page)) {
2046                         /*
2047                          * We assume that pages that could be isolated for
2048                          * migration are movable. But we don't actually try
2049                          * isolating, as that would be expensive.
2050                          */
2051                         if (num_movable &&
2052                                         (PageLRU(page) || __PageMovable(page)))
2053                                 (*num_movable)++;
2054
2055                         page++;
2056                         continue;
2057                 }
2058
2059                 order = page_order(page);
2060                 list_move(&page->lru,
2061                           &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
2062                 page += 1 << order;
2063                 pages_moved += 1 << order;
2064         }
2065
2066         return pages_moved;
2067 }
2068
2069 int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
2070                                 int migratetype, int *num_movable)
2071 {
2072         unsigned long start_pfn, end_pfn;
2073         struct page *start_page, *end_page;
2074
2075         if (num_movable)
2076                 *num_movable = 0;
2077
2078         start_pfn = page_to_pfn(page);
2079         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
2080         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
2081         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
2082         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
2083
2084         /* Do not cross zone boundaries */
2085         if (!zone_spans_pfn(zone, start_pfn))
2086                 start_page = page;
2087         if (!zone_spans_pfn(zone, end_pfn))
2088                 return 0;
2089
2090         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype,
2091                                                                 num_movable);
2092 }
2093
2094 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
2095                                         int start_order, int migratetype)
2096 {
2097         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
2098
2099         while (nr_pageblocks--) {
2100                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
2101                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
2102         }
2103 }
2104
2105 /*
2106  * When we are falling back to another migratetype during allocation, try to
2107  * steal extra free pages from the same pageblocks to satisfy further
2108  * allocations, instead of polluting multiple pageblocks.
2109  *
2110  * If we are stealing a relatively large buddy page, it is likely there will
2111  * be more free pages in the pageblock, so try to steal them all. For
2112  * reclaimable and unmovable allocations, we steal regardless of page size,
2113  * as fragmentation caused by those allocations polluting movable pageblocks
2114  * is worse than movable allocations stealing from unmovable and reclaimable
2115  * pageblocks.
2116  */
2117 static bool can_steal_fallback(unsigned int order, int start_mt)
2118 {
2119         /*
2120          * Leaving this order check is intended, although there is
2121          * relaxed order check in next check. The reason is that
2122          * we can actually steal whole pageblock if this condition met,
2123          * but, below check doesn't guarantee it and that is just heuristic
2124          * so could be changed anytime.
2125          */
2126         if (order >= pageblock_order)
2127                 return true;
2128
2129         if (order >= pageblock_order / 2 ||
2130                 start_mt == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
2131                 start_mt == MIGRATE_UNMOVABLE ||
2132                 page_group_by_mobility_disabled)
2133                 return true;
2134
2135         return false;
2136 }
2137
2138 static inline void boost_watermark(struct zone *zone)
2139 {
2140         unsigned long max_boost;
2141
2142         if (!watermark_boost_factor)
2143                 return;
2144
2145         max_boost = mult_frac(zone->_watermark[WMARK_HIGH],
2146                         watermark_boost_factor, 10000);
2147         max_boost = max(pageblock_nr_pages, max_boost);
2148
2149         zone->watermark_boost = min(zone->watermark_boost + pageblock_nr_pages,
2150                 max_boost);
2151 }
2152
2153 /*
2154  * This function implements actual steal behaviour. If order is large enough,
2155  * we can steal whole pageblock. If not, we first move freepages in this
2156  * pageblock to our migratetype and determine how many already-allocated pages
2157  * are there in the pageblock with a compatible migratetype. If at least half
2158  * of pages are free or compatible, we can change migratetype of the pageblock
2159  * itself, so pages freed in the future will be put on the correct free list.
2160  */
2161 static void steal_suitable_fallback(struct zone *zone, struct page *page,
2162                 unsigned int alloc_flags, int start_type, bool whole_block)
2163 {
2164         unsigned int current_order = page_order(page);
2165         struct free_area *area;
2166         int free_pages, movable_pages, alike_pages;
2167         int old_block_type;
2168
2169         old_block_type = get_pageblock_migratetype(page);
2170
2171         /*
2172          * This can happen due to races and we want to prevent broken
2173          * highatomic accounting.
2174          */
2175         if (is_migrate_highatomic(old_block_type))
2176                 goto single_page;
2177
2178         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
2179         if (current_order >= pageblock_order) {
2180                 change_pageblock_range(page, current_order, start_type);
2181                 goto single_page;
2182         }
2183
2184         /*
2185          * Boost watermarks to increase reclaim pressure to reduce the
2186          * likelihood of future fallbacks. Wake kswapd now as the node
2187          * may be balanced overall and kswapd will not wake naturally.
2188          */
2189         boost_watermark(zone);
2190         if (alloc_flags & ALLOC_KSWAPD)
2191                 wakeup_kswapd(zone, 0, 0, zone_idx(zone));
2192
2193         /* We are not allowed to try stealing from the whole block */
2194         if (!whole_block)
2195                 goto single_page;
2196
2197         free_pages = move_freepages_block(zone, page, start_type,
2198                                                 &movable_pages);
2199         /*
2200          * Determine how many pages are compatible with our allocation.
2201          * For movable allocation, it's the number of movable pages which
2202          * we just obtained. For other types it's a bit more tricky.
2203          */
2204         if (start_type == MIGRATE_MOVABLE) {
2205                 alike_pages = movable_pages;
2206         } else {
2207                 /*
2208                  * If we are falling back a RECLAIMABLE or UNMOVABLE allocation
2209                  * to MOVABLE pageblock, consider all non-movable pages as
2210                  * compatible. If it's UNMOVABLE falling back to RECLAIMABLE or
2211                  * vice versa, be conservative since we can't distinguish the
2212                  * exact migratetype of non-movable pages.
2213                  */
2214                 if (old_block_type == MIGRATE_MOVABLE)
2215                         alike_pages = pageblock_nr_pages
2216                                                 - (free_pages + movable_pages);
2217                 else
2218                         alike_pages = 0;
2219         }
2220
2221         /* moving whole block can fail due to zone boundary conditions */
2222         if (!free_pages)
2223                 goto single_page;
2224
2225         /*
2226          * If a sufficient number of pages in the block are either free or of
2227          * comparable migratability as our allocation, claim the whole block.
2228          */
2229         if (free_pages + alike_pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
2230                         page_group_by_mobility_disabled)
2231                 set_pageblock_migratetype(page, start_type);
2232
2233         return;
2234
2235 single_page:
2236         area = &zone->free_area[current_order];
2237         list_move(&page->lru, &area->free_list[start_type]);
2238 }
2239
2240 /*
2241  * Check whether there is a suitable fallback freepage with requested order.
2242  * If only_stealable is true, this function returns fallback_mt only if
2243  * we can steal other freepages all together. This would help to reduce
2244  * fragmentation due to mixed migratetype pages in one pageblock.
2245  */
2246 int find_suitable_fallback(struct free_area *area, unsigned int order,
2247                         int migratetype, bool only_stealable, bool *can_steal)
2248 {
2249         int i;
2250         int fallback_mt;
2251
2252         if (area->nr_free == 0)
2253                 return -1;
2254
2255         *can_steal = false;
2256         for (i = 0;; i++) {
2257                 fallback_mt = fallbacks[migratetype][i];
2258                 if (fallback_mt == MIGRATE_TYPES)
2259                         break;
2260
2261                 if (list_empty(&area->free_list[fallback_mt]))
2262                         continue;
2263
2264                 if (can_steal_fallback(order, migratetype))
2265                         *can_steal = true;
2266
2267                 if (!only_stealable)
2268                         return fallback_mt;
2269
2270                 if (*can_steal)
2271                         return fallback_mt;
2272         }
2273
2274         return -1;
2275 }
2276
2277 /*
2278  * Reserve a pageblock for exclusive use of high-order atomic allocations if
2279  * there are no empty page blocks that contain a page with a suitable order
2280  */
2281 static void reserve_highatomic_pageblock(struct page *page, struct zone *zone,
2282                                 unsigned int alloc_order)
2283 {
2284         int mt;
2285         unsigned long max_managed, flags;
2286
2287         /*
2288          * Limit the number reserved to 1 pageblock or roughly 1% of a zone.
2289          * Check is race-prone but harmless.
2290          */
2291         max_managed = (zone_managed_pages(zone) / 100) + pageblock_nr_pages;
2292         if (zone->nr_reserved_highatomic >= max_managed)
2293                 return;
2294
2295         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2296
2297         /* Recheck the nr_reserved_highatomic limit under the lock */
2298         if (zone->nr_reserved_highatomic >= max_managed)
2299                 goto out_unlock;
2300
2301         /* Yoink! */
2302         mt = get_pageblock_migratetype(page);
2303         if (!is_migrate_highatomic(mt) && !is_migrate_isolate(mt)
2304             && !is_migrate_cma(mt)) {
2305                 zone->nr_reserved_highatomic += pageblock_nr_pages;
2306                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_HIGHATOMIC);
2307                 move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_HIGHATOMIC, NULL);
2308         }
2309
2310 out_unlock:
2311         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2312 }
2313
2314 /*
2315  * Used when an allocation is about to fail under memory pressure. This
2316  * potentially hurts the reliability of high-order allocations when under
2317  * intense memory pressure but failed atomic allocations should be easier
2318  * to recover from than an OOM.
2319  *
2320  * If @force is true, try to unreserve a pageblock even though highatomic
2321  * pageblock is exhausted.
2322  */
2323 static bool unreserve_highatomic_pageblock(const struct alloc_context *ac,
2324                                                 bool force)
2325 {
2326         struct zonelist *zonelist = ac->zonelist;
2327         unsigned long flags;
2328         struct zoneref *z;
2329         struct zone *zone;
2330         struct page *page;
2331         int order;
2332         bool ret;
2333
2334         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist, ac->high_zoneidx,
2335                                                                 ac->nodemask) {
2336                 /*
2337                  * Preserve at least one pageblock unless memory pressure
2338                  * is really high.
2339                  */
2340                 if (!force && zone->nr_reserved_highatomic <=
2341                                         pageblock_nr_pages)
2342                         continue;
2343
2344                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2345                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2346                         struct free_area *area = &(zone->free_area[order]);
2347
2348                         page = list_first_entry_or_null(
2349                                         &area->free_list[MIGRATE_HIGHATOMIC],
2350                                         struct page, lru);
2351                         if (!page)
2352                                 continue;
2353
2354                         /*
2355                          * In page freeing path, migratetype change is racy so
2356                          * we can counter several free pages in a pageblock
2357                          * in this loop althoug we changed the pageblock type
2358                          * from highatomic to ac->migratetype. So we should
2359                          * adjust the count once.
2360                          */
2361                         if (is_migrate_highatomic_page(page)) {
2362                                 /*
2363                                  * It should never happen but changes to
2364                                  * locking could inadvertently allow a per-cpu
2365                                  * drain to add pages to MIGRATE_HIGHATOMIC
2366                                  * while unreserving so be safe and watch for
2367                                  * underflows.
2368                                  */
2369                                 zone->nr_reserved_highatomic -= min(
2370                                                 pageblock_nr_pages,
2371                                                 zone->nr_reserved_highatomic);
2372                         }
2373
2374                         /*
2375                          * Convert to ac->migratetype and avoid the normal
2376                          * pageblock stealing heuristics. Minimally, the caller
2377                          * is doing the work and needs the pages. More
2378                          * importantly, if the block was always converted to
2379                          * MIGRATE_UNMOVABLE or another type then the number
2380                          * of pageblocks that cannot be completely freed
2381                          * may increase.
2382                          */
2383                         set_pageblock_migratetype(page, ac->migratetype);
2384                         ret = move_freepages_block(zone, page, ac->migratetype,
2385                                                                         NULL);
2386                         if (ret) {
2387                                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2388                                 return ret;
2389                         }
2390                 }
2391                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2392         }
2393
2394         return false;
2395 }
2396
2397 /*
2398  * Try finding a free buddy page on the fallback list and put it on the free
2399  * list of requested migratetype, possibly along with other pages from the same
2400  * block, depending on fragmentation avoidance heuristics. Returns true if
2401  * fallback was found so that __rmqueue_smallest() can grab it.
2402  *
2403  * The use of signed ints for order and current_order is a deliberate
2404  * deviation from the rest of this file, to make the for loop
2405  * condition simpler.
2406  */
2407 static __always_inline bool
2408 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype,
2409                                                 unsigned int alloc_flags)
2410 {
2411         struct free_area *area;
2412         int current_order;
2413         int min_order = order;
2414         struct page *page;
2415         int fallback_mt;
2416         bool can_steal;
2417
2418         /*
2419          * Do not steal pages from freelists belonging to other pageblocks
2420          * i.e. orders < pageblock_order. If there are no local zones free,
2421          * the zonelists will be reiterated without ALLOC_NOFRAGMENT.
2422          */
2423         if (alloc_flags & ALLOC_NOFRAGMENT)
2424                 min_order = pageblock_order;
2425
2426         /*
2427          * Find the largest available free page in the other list. This roughly
2428          * approximates finding the pageblock with the most free pages, which
2429          * would be too costly to do exactly.
2430          */
2431         for (current_order = MAX_ORDER - 1; current_order >= min_order;
2432                                 --current_order) {
2433                 area = &(zone->free_area[current_order]);
2434                 fallback_mt = find_suitable_fallback(area, current_order,
2435                                 start_migratetype, false, &can_steal);
2436                 if (fallback_mt == -1)
2437                         continue;
2438
2439                 /*
2440                  * We cannot steal all free pages from the pageblock and the
2441                  * requested migratetype is movable. In that case it's better to
2442                  * steal and split the smallest available page instead of the
2443                  * largest available page, because even if the next movable
2444                  * allocation falls back into a different pageblock than this
2445                  * one, it won't cause permanent fragmentation.
2446                  */
2447                 if (!can_steal && start_migratetype == MIGRATE_MOVABLE
2448                                         && current_order > order)
2449                         goto find_smallest;
2450
2451                 goto do_steal;
2452         }
2453
2454         return false;
2455
2456 find_smallest:
2457         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER;
2458                                                         current_order++) {
2459                 area = &(zone->free_area[current_order]);
2460                 fallback_mt = find_suitable_fallback(area, current_order,
2461                                 start_migratetype, false, &can_steal);
2462                 if (fallback_mt != -1)
2463                         break;
2464         }
2465
2466         /*
2467          * This should not happen - we already found a suitable fallback
2468          * when looking for the largest page.
2469          */
2470         VM_BUG_ON(current_order == MAX_ORDER);
2471
2472 do_steal:
2473         page = list_first_entry(&area->free_list[fallback_mt],
2474                                                         struct page, lru);
2475
2476         steal_suitable_fallback(zone, page, alloc_flags, start_migratetype,
2477                                                                 can_steal);
2478
2479         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
2480                 start_migratetype, fallback_mt);
2481
2482         return true;
2483
2484 }
2485
2486 /*
2487  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
2488  * Call me with the zone->lock already held.
2489  */
2490 static __always_inline struct page *
2491 __rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order, int migratetype,
2492                                                 unsigned int alloc_flags)
2493 {
2494         struct page *page;
2495
2496 retry:
2497         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
2498         if (unlikely(!page)) {
2499                 if (migratetype == MIGRATE_MOVABLE)
2500                         page = __rmqueue_cma_fallback(zone, order);
2501
2502                 if (!page && __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype,
2503                                                                 alloc_flags))
2504                         goto retry;
2505         }
2506
2507         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
2508         return page;
2509 }
2510
2511 /*
2512  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
2513  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
2514  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
2515  */
2516 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order,
2517                         unsigned long count, struct list_head *list,
2518                         int migratetype, unsigned int alloc_flags)
2519 {
2520         int i, alloced = 0;
2521
2522         spin_lock(&zone->lock);
2523         for (i = 0; i < count; ++i) {
2524                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype,
2525                                                                 alloc_flags);
2526                 if (unlikely(page == NULL))
2527                         break;
2528
2529                 if (unlikely(check_pcp_refill(page)))
2530                         continue;
2531
2532                 /*
2533                  * Split buddy pages returned by expand() are received here in
2534                  * physical page order. The page is added to the tail of
2535                  * caller's list. From the callers perspective, the linked list
2536                  * is ordered by page number under some conditions. This is
2537                  * useful for IO devices that can forward direction from the
2538                  * head, thus also in the physical page order. This is useful
2539                  * for IO devices that can merge IO requests if the physical
2540                  * pages are ordered properly.
2541                  */
2542                 list_add_tail(&page->lru, list);
2543                 alloced++;
2544                 if (is_migrate_cma(get_pcppage_migratetype(page)))
2545                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_CMA_PAGES,
2546                                               -(1 << order));
2547         }
2548
2549         /*
2550          * i pages were removed from the buddy list even if some leak due
2551          * to check_pcp_refill failing so adjust NR_FREE_PAGES based
2552          * on i. Do not confuse with 'alloced' which is the number of
2553          * pages added to the pcp list.
2554          */
2555         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
2556         spin_unlock(&zone->lock);
2557         return alloced;
2558 }
2559
2560 #ifdef CONFIG_NUMA
2561 /*
2562  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
2563  * currently executing processor on remote nodes after they have
2564  * expired.
2565  *
2566  * Note that this function must be called with the thread pinned to
2567  * a single processor.
2568  */
2569 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
2570 {
2571         unsigned long flags;
2572         int to_drain, batch;
2573
2574         local_irq_save(flags);
2575         batch = READ_ONCE(pcp->batch);
2576         to_drain = min(pcp->count, batch);
2577         if (to_drain > 0)
2578                 free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
2579         local_irq_restore(flags);
2580 }
2581 #endif
2582
2583 /*
2584  * Drain pcplists of the indicated processor and zone.
2585  *
2586  * The processor must either be the current processor and the
2587  * thread pinned to the current processor or a processor that
2588  * is not online.
2589  */
2590 static void drain_pages_zone(unsigned int cpu, struct zone *zone)
2591 {
2592         unsigned long flags;
2593         struct per_cpu_pageset *pset;
2594         struct per_cpu_pages *pcp;
2595
2596         local_irq_save(flags);
2597         pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
2598
2599         pcp = &pset->pcp;
2600         if (pcp->count)
2601                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
2602         local_irq_restore(flags);
2603 }
2604
2605 /*
2606  * Drain pcplists of all zones on the indicated processor.
2607  *
2608  * The processor must either be the current processor and the
2609  * thread pinned to the current processor or a processor that
2610  * is not online.
2611  */
2612 static void drain_pages(unsigned int cpu)
2613 {
2614         struct zone *zone;
2615
2616         for_each_populated_zone(zone) {
2617                 drain_pages_zone(cpu, zone);
2618         }
2619 }
2620
2621 /*
2622  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
2623  *
2624  * The CPU has to be pinned. When zone parameter is non-NULL, spill just
2625  * the single zone's pages.
2626  */
2627 void drain_local_pages(struct zone *zone)
2628 {
2629         int cpu = smp_processor_id();
2630
2631         if (zone)
2632                 drain_pages_zone(cpu, zone);
2633         else
2634                 drain_pages(cpu);
2635 }
2636
2637 static void drain_local_pages_wq(struct work_struct *work)
2638 {
2639         /*
2640          * drain_all_pages doesn't use proper cpu hotplug protection so
2641          * we can race with cpu offline when the WQ can move this from
2642          * a cpu pinned worker to an unbound one. We can operate on a different
2643          * cpu which is allright but we also have to make sure to not move to
2644          * a different one.
2645          */
2646         preempt_disable();
2647         drain_local_pages(NULL);
2648         preempt_enable();
2649 }
2650
2651 /*
2652  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator.
2653  *
2654  * When zone parameter is non-NULL, spill just the single zone's pages.
2655  *
2656  * Note that this can be extremely slow as the draining happens in a workqueue.
2657  */
2658 void drain_all_pages(struct zone *zone)
2659 {
2660         int cpu;
2661
2662         /*
2663          * Allocate in the BSS so we wont require allocation in
2664          * direct reclaim path for CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK=y
2665          */
2666         static cpumask_t cpus_with_pcps;
2667
2668         /*
2669          * Make sure nobody triggers this path before mm_percpu_wq is fully
2670          * initialized.
2671          */
2672         if (WARN_ON_ONCE(!mm_percpu_wq))
2673                 return;
2674
2675         /*
2676          * Do not drain if one is already in progress unless it's specific to
2677          * a zone. Such callers are primarily CMA and memory hotplug and need
2678          * the drain to be complete when the call returns.
2679          */
2680         if (unlikely(!mutex_trylock(&pcpu_drain_mutex))) {
2681                 if (!zone)
2682                         return;
2683                 mutex_lock(&pcpu_drain_mutex);
2684         }
2685
2686         /*
2687          * We don't care about racing with CPU hotplug event
2688          * as offline notification will cause the notified
2689          * cpu to drain that CPU pcps and on_each_cpu_mask
2690          * disables preemption as part of its processing
2691          */
2692         for_each_online_cpu(cpu) {
2693                 struct per_cpu_pageset *pcp;
2694                 struct zone *z;
2695                 bool has_pcps = false;
2696
2697                 if (zone) {
2698                         pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
2699                         if (pcp->pcp.count)
2700                                 has_pcps = true;
2701                 } else {
2702                         for_each_populated_zone(z) {
2703                                 pcp = per_cpu_ptr(z->pageset, cpu);
2704                                 if (pcp->pcp.count) {
2705                                         has_pcps = true;
2706                                         break;
2707                                 }
2708                         }
2709                 }
2710
2711                 if (has_pcps)
2712                         cpumask_set_cpu(cpu, &cpus_with_pcps);
2713                 else
2714                         cpumask_clear_cpu(cpu, &cpus_with_pcps);
2715         }
2716
2717         for_each_cpu(cpu, &cpus_with_pcps) {
2718                 struct work_struct *work = per_cpu_ptr(&pcpu_drain, cpu);
2719                 INIT_WORK(work, drain_local_pages_wq);
2720                 queue_work_on(cpu, mm_percpu_wq, work);
2721         }
2722         for_each_cpu(cpu, &cpus_with_pcps)
2723                 flush_work(per_cpu_ptr(&pcpu_drain, cpu));
2724
2725         mutex_unlock(&pcpu_drain_mutex);
2726 }
2727
2728 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2729
2730 /*
2731  * Touch the watchdog for every WD_PAGE_COUNT pages.
2732  */
2733 #define WD_PAGE_COUNT   (128*1024)
2734
2735 void mark_free_pages(struct zone *zone)
2736 {
2737         unsigned long pfn, max_zone_pfn, page_count = WD_PAGE_COUNT;
2738         unsigned long flags;
2739         unsigned int order, t;
2740         struct page *page;
2741
2742         if (zone_is_empty(zone))
2743                 return;
2744
2745         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2746
2747         max_zone_pfn = zone_end_pfn(zone);
2748         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
2749                 if (pfn_valid(pfn)) {
2750                         page = pfn_to_page(pfn);
2751
2752                         if (!--page_count) {
2753                                 touch_nmi_watchdog();
2754                                 page_count = WD_PAGE_COUNT;
2755                         }
2756
2757                         if (page_zone(page) != zone)
2758                                 continue;
2759
2760                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
2761                                 swsusp_unset_page_free(page);
2762                 }
2763
2764         for_each_migratetype_order(order, t) {
2765                 list_for_each_entry(page,
2766                                 &zone->free_area[order].free_list[t], lru) {
2767                         unsigned long i;
2768
2769                         pfn = page_to_pfn(page);
2770                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++) {
2771                                 if (!--page_count) {
2772                                         touch_nmi_watchdog();
2773                                         page_count = WD_PAGE_COUNT;
2774                                 }
2775                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
2776                         }
2777                 }
2778         }
2779         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2780 }
2781 #endif /* CONFIG_PM */
2782
2783 static bool free_unref_page_prepare(struct page *page, unsigned long pfn)
2784 {
2785         int migratetype;
2786
2787         if (!free_pcp_prepare(page))
2788                 return false;
2789
2790         migratetype = get_pfnblock_migratetype(page, pfn);
2791         set_pcppage_migratetype(page, migratetype);
2792         return true;
2793 }
2794
2795 static void free_unref_page_commit(struct page *page, unsigned long pfn)
2796 {
2797         struct zone *zone = page_zone(page);
2798         struct per_cpu_pages *pcp;
2799         int migratetype;
2800
2801         migratetype = get_pcppage_migratetype(page);
2802         __count_vm_event(PGFREE);
2803
2804         /*
2805          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
2806          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
2807          * offlined but treat HIGHATOMIC as movable pages so we can get those
2808          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
2809          * excessively into the page allocator
2810          */
2811         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
2812                 if (unlikely(is_migrate_isolate(migratetype))) {
2813                         free_one_page(zone, page, pfn, 0, migratetype);
2814                         return;
2815                 }
2816                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
2817         }
2818
2819         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
2820         list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
2821         pcp->count++;
2822         if (pcp->count >= pcp->high) {
2823                 unsigned long batch = READ_ONCE(pcp->batch);
2824                 free_pcppages_bulk(zone, batch, pcp);
2825         }
2826 }
2827
2828 /*
2829  * Free a 0-order page
2830  */
2831 void free_unref_page(struct page *page)
2832 {
2833         unsigned long flags;
2834         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
2835
2836         if (!free_unref_page_prepare(page, pfn))
2837                 return;
2838
2839         local_irq_save(flags);
2840         free_unref_page_commit(page, pfn);
2841         local_irq_restore(flags);
2842 }
2843
2844 /*
2845  * Free a list of 0-order pages
2846  */
2847 void free_unref_page_list(struct list_head *list)
2848 {
2849         struct page *page, *next;
2850         unsigned long flags, pfn;
2851         int batch_count = 0;
2852
2853         /* Prepare pages for freeing */
2854         list_for_each_entry_safe(page, next, list, lru) {
2855                 pfn = page_to_pfn(page);
2856                 if (!free_unref_page_prepare(page, pfn))
2857                         list_del(&page->lru);
2858                 set_page_private(page, pfn);
2859         }
2860
2861         local_irq_save(flags);
2862         list_for_each_entry_safe(page, next, list, lru) {
2863                 unsigned long pfn = page_private(page);
2864
2865                 set_page_private(page, 0);
2866                 trace_mm_page_free_batched(page);
2867                 free_unref_page_commit(page, pfn);
2868
2869                 /*
2870                  * Guard against excessive IRQ disabled times when we get
2871                  * a large list of pages to free.
2872                  */
2873                 if (++batch_count == SWAP_CLUSTER_MAX) {
2874                         local_irq_restore(flags);
2875                         batch_count = 0;
2876                         local_irq_save(flags);
2877                 }
2878         }
2879         local_irq_restore(flags);
2880 }
2881
2882 /*
2883  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
2884  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
2885  * Each sub-page must be freed individually.
2886  *
2887  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
2888  * Please consult with lkml before using this in your driver.
2889  */
2890 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
2891 {
2892         int i;
2893
2894         VM_BUG_ON_PAGE(PageCompound(page), page);
2895         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
2896
2897         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
2898                 set_page_refcounted(page + i);
2899         split_page_owner(page, order);
2900 }
2901 EXPORT_SYMBOL_GPL(split_page);
2902
2903 int __isolate_free_page(struct page *page, unsigned int order)
2904 {
2905         unsigned long watermark;
2906         struct zone *zone;
2907         int mt;
2908
2909         BUG_ON(!PageBuddy(page));
2910
2911         zone = page_zone(page);
2912         mt = get_pageblock_migratetype(page);
2913
2914         if (!is_migrate_isolate(mt)) {
2915                 /*
2916                  * Obey watermarks as if the page was being allocated. We can
2917                  * emulate a high-order watermark check with a raised order-0
2918                  * watermark, because we already know our high-order page
2919                  * exists.
2920                  */
2921                 watermark = min_wmark_pages(zone) + (1UL << order);
2922                 if (!zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, ALLOC_CMA))
2923                         return 0;
2924
2925                 __mod_zone_freepage_state(zone, -(1UL << order), mt);
2926         }
2927
2928         /* Remove page from free list */
2929         list_del(&page->lru);
2930         zone->free_area[order].nr_free--;
2931         rmv_page_order(page);
2932
2933         /*
2934          * Set the pageblock if the isolated page is at least half of a
2935          * pageblock
2936          */
2937         if (order >= pageblock_order - 1) {
2938                 struct page *endpage = page + (1 << order) - 1;
2939                 for (; page < endpage; page += pageblock_nr_pages) {
2940                         int mt = get_pageblock_migratetype(page);
2941                         if (!is_migrate_isolate(mt) && !is_migrate_cma(mt)
2942                             && !is_migrate_highatomic(mt))
2943                                 set_pageblock_migratetype(page,
2944                                                           MIGRATE_MOVABLE);
2945                 }
2946         }
2947
2948
2949         return 1UL << order;
2950 }
2951
2952 /*
2953  * Update NUMA hit/miss statistics
2954  *
2955  * Must be called with interrupts disabled.
2956  */
2957 static inline void zone_statistics(struct zone *preferred_zone, struct zone *z)
2958 {
2959 #ifdef CONFIG_NUMA
2960         enum numa_stat_item local_stat = NUMA_LOCAL;
2961
2962         /* skip numa counters update if numa stats is disabled */
2963         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2964                 return;
2965
2966         if (zone_to_nid(z) != numa_node_id())
2967                 local_stat = NUMA_OTHER;
2968
2969         if (zone_to_nid(z) == zone_to_nid(preferred_zone))
2970                 __inc_numa_state(z, NUMA_HIT);
2971         else {
2972                 __inc_numa_state(z, NUMA_MISS);
2973                 __inc_numa_state(preferred_zone, NUMA_FOREIGN);
2974         }
2975         __inc_numa_state(z, local_stat);
2976 #endif
2977 }
2978
2979 /* Remove page from the per-cpu list, caller must protect the list */
2980 static struct page *__rmqueue_pcplist(struct zone *zone, int migratetype,
2981                         unsigned int alloc_flags,
2982                         struct per_cpu_pages *pcp,
2983                         struct list_head *list)
2984 {
2985         struct page *page;
2986
2987         do {
2988                 if (list_empty(list)) {
2989                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
2990                                         pcp->batch, list,
2991                                         migratetype, alloc_flags);
2992                         if (unlikely(list_empty(list)))
2993                                 return NULL;
2994                 }
2995
2996                 page = list_first_entry(list, struct page, lru);
2997                 list_del(&page->lru);
2998                 pcp->count--;
2999         } while (check_new_pcp(page));
3000
3001         return page;
3002 }
3003
3004 /* Lock and remove page from the per-cpu list */
3005 static struct page *rmqueue_pcplist(struct zone *preferred_zone,
3006                         struct zone *zone, unsigned int order,
3007                         gfp_t gfp_flags, int migratetype,
3008                         unsigned int alloc_flags)
3009 {
3010         struct per_cpu_pages *pcp;
3011         struct list_head *list;
3012         struct page *page;
3013         unsigned long flags;
3014
3015         local_irq_save(flags);
3016         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
3017         list = &pcp->lists[migratetype];
3018         page = __rmqueue_pcplist(zone,  migratetype, alloc_flags, pcp, list);
3019         if (page) {
3020                 __count_zid_vm_events(PGALLOC, page_zonenum(page), 1 << order);
3021                 zone_statistics(preferred_zone, zone);
3022         }
3023         local_irq_restore(flags);
3024         return page;
3025 }
3026
3027 /*
3028  * Allocate a page from the given zone. Use pcplists for order-0 allocations.
3029  */
3030 static inline
3031 struct page *rmqueue(struct zone *preferred_zone,
3032                         struct zone *zone, unsigned int order,
3033                         gfp_t gfp_flags, unsigned int alloc_flags,
3034                         int migratetype)
3035 {
3036         unsigned long flags;
3037         struct page *page;
3038
3039         if (likely(order == 0)) {
3040                 page = rmqueue_pcplist(preferred_zone, zone, order,
3041                                 gfp_flags, migratetype, alloc_flags);
3042                 goto out;
3043         }
3044
3045         /*
3046          * We most definitely don't want callers attempting to
3047          * allocate greater than order-1 page units with __GFP_NOFAIL.
3048          */
3049         WARN_ON_ONCE((gfp_flags & __GFP_NOFAIL) && (order > 1));
3050         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
3051
3052         do {
3053                 page = NULL;
3054                 if (alloc_flags & ALLOC_HARDER) {
3055                         page = __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_HIGHATOMIC);
3056                         if (page)
3057                                 trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
3058                 }
3059                 if (!page)
3060                         page = __rmqueue(zone, order, migratetype, alloc_flags);
3061         } while (page && check_new_pages(page, order));
3062         spin_unlock(&zone->lock);
3063         if (!page)
3064                 goto failed;
3065         __mod_zone_freepage_state(zone, -(1 << order),
3066                                   get_pcppage_migratetype(page));
3067
3068         __count_zid_vm_events(PGALLOC, page_zonenum(page), 1 << order);
3069         zone_statistics(preferred_zone, zone);
3070         local_irq_restore(flags);
3071
3072 out:
3073         VM_BUG_ON_PAGE(page && bad_range(zone, page), page);
3074         return page;
3075
3076 failed:
3077         local_irq_restore(flags);
3078         return NULL;
3079 }
3080
3081 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
3082
3083 static struct {
3084         struct fault_attr attr;
3085
3086         bool ignore_gfp_highmem;
3087         bool ignore_gfp_reclaim;
3088         u32 min_order;
3089 } fail_page_alloc = {
3090         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
3091         .ignore_gfp_reclaim = true,
3092         .ignore_gfp_highmem = true,
3093         .min_order = 1,
3094 };
3095
3096 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
3097 {
3098         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
3099 }
3100 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
3101
3102 static bool should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3103 {
3104         if (order < fail_page_alloc.min_order)
3105                 return false;
3106         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
3107                 return false;
3108         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
3109                 return false;
3110         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_reclaim &&
3111                         (gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
3112                 return false;
3113
3114         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
3115 }
3116
3117 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3118
3119 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
3120 {
3121         umode_t mode = S_IFREG | 0600;
3122         struct dentry *dir;
3123
3124         dir = fault_create_debugfs_attr("fail_page_alloc", NULL,
3125                                         &fail_page_alloc.attr);
3126         if (IS_ERR(dir))
3127                 return PTR_ERR(dir);
3128
3129         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
3130                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_reclaim))
3131                 goto fail;
3132         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
3133                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem))
3134                 goto fail;
3135         if (!debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
3136                                 &fail_page_alloc.min_order))
3137                 goto fail;
3138
3139         return 0;
3140 fail:
3141         debugfs_remove_recursive(dir);
3142
3143         return -ENOMEM;
3144 }
3145
3146 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
3147
3148 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
3149
3150 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
3151
3152 static inline bool should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3153 {
3154         return false;
3155 }
3156
3157 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
3158
3159 /*
3160  * Return true if free base pages are above 'mark'. For high-order checks it
3161  * will return true of the order-0 watermark is reached and there is at least
3162  * one free page of a suitable size. Checking now avoids taking the zone lock
3163  * to check in the allocation paths if no pages are free.
3164  */
3165 bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, unsigned int order, unsigned long mark,
3166                          int classzone_idx, unsigned int alloc_flags,
3167                          long free_pages)
3168 {
3169         long min = mark;
3170         int o;
3171         const bool alloc_harder = (alloc_flags & (ALLOC_HARDER|ALLOC_OOM));
3172
3173         /* free_pages may go negative - that's OK */
3174         free_pages -= (1 << order) - 1;
3175
3176         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
3177                 min -= min / 2;
3178
3179         /*
3180          * If the caller does not have rights to ALLOC_HARDER then subtract
3181          * the high-atomic reserves. This will over-estimate the size of the
3182          * atomic reserve but it avoids a search.
3183          */
3184         if (likely(!alloc_harder)) {
3185                 free_pages -= z->nr_reserved_highatomic;
3186         } else {
3187                 /*
3188                  * OOM victims can try even harder than normal ALLOC_HARDER
3189                  * users on the grounds that it's definitely going to be in
3190                  * the exit path shortly and free memory. Any allocation it
3191                  * makes during the free path will be small and short-lived.
3192                  */
3193                 if (alloc_flags & ALLOC_OOM)
3194                         min -= min / 2;
3195                 else
3196                         min -= min / 4;
3197         }
3198
3199
3200 #ifdef CONFIG_CMA
3201         /* If allocation can't use CMA areas don't use free CMA pages */
3202         if (!(alloc_flags & ALLOC_CMA))
3203                 free_pages -= zone_page_state(z, NR_FREE_CMA_PAGES);
3204 #endif
3205
3206         /*
3207          * Check watermarks for an order-0 allocation request. If these
3208          * are not met, then a high-order request also cannot go ahead
3209          * even if a suitable page happened to be free.
3210          */
3211         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
3212                 return false;
3213
3214         /* If this is an order-0 request then the watermark is fine */
3215         if (!order)
3216                 return true;
3217
3218         /* For a high-order request, check at least one suitable page is free */
3219         for (o = order; o < MAX_ORDER; o++) {
3220                 struct free_area *area = &z->free_area[o];
3221                 int mt;
3222
3223                 if (!area->nr_free)
3224                         continue;
3225
3226                 for (mt = 0; mt < MIGRATE_PCPTYPES; mt++) {
3227                         if (!list_empty(&area->free_list[mt]))
3228                                 return true;
3229                 }
3230
3231 #ifdef CONFIG_CMA
3232                 if ((alloc_flags & ALLOC_CMA) &&
3233                     !list_empty(&area->free_list[MIGRATE_CMA])) {
3234                         return true;
3235                 }
3236 #endif
3237                 if (alloc_harder &&
3238                         !list_empty(&area->free_list[MIGRATE_HIGHATOMIC]))
3239                         return true;
3240         }
3241         return false;
3242 }
3243
3244 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, unsigned int order, unsigned long mark,
3245                       int classzone_idx, unsigned int alloc_flags)
3246 {
3247         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
3248                                         zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES));
3249 }
3250
3251 static inline bool zone_watermark_fast(struct zone *z, unsigned int order,
3252                 unsigned long mark, int classzone_idx, unsigned int alloc_flags)
3253 {
3254         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
3255         long cma_pages = 0;
3256
3257 #ifdef CONFIG_CMA
3258         /* If allocation can't use CMA areas don't use free CMA pages */
3259         if (!(alloc_flags & ALLOC_CMA))
3260                 cma_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_CMA_PAGES);
3261 #endif
3262
3263         /*
3264          * Fast check for order-0 only. If this fails then the reserves
3265          * need to be calculated. There is a corner case where the check
3266          * passes but only the high-order atomic reserve are free. If
3267          * the caller is !atomic then it'll uselessly search the free
3268          * list. That corner case is then slower but it is harmless.
3269          */
3270         if (!order && (free_pages - cma_pages) > mark + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
3271                 return true;
3272
3273         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
3274                                         free_pages);
3275 }
3276
3277 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, unsigned int order,
3278                         unsigned long mark, int classzone_idx)
3279 {
3280         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
3281
3282         if (z->percpu_drift_mark && free_pages < z->percpu_drift_mark)
3283                 free_pages = zone_page_state_snapshot(z, NR_FREE_PAGES);
3284
3285         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, 0,
3286                                                                 free_pages);
3287 }
3288
3289 #ifdef CONFIG_NUMA
3290 static bool zone_allows_reclaim(struct zone *local_zone, struct zone *zone)
3291 {
3292         return node_distance(zone_to_nid(local_zone), zone_to_nid(zone)) <=
3293                                 RECLAIM_DISTANCE;
3294 }
3295 #else   /* CONFIG_NUMA */
3296 static bool zone_allows_reclaim(struct zone *local_zone, struct zone *zone)
3297 {
3298         return true;
3299 }
3300 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3301
3302 /*
3303  * The restriction on ZONE_DMA32 as being a suitable zone to use to avoid
3304  * fragmentation is subtle. If the preferred zone was HIGHMEM then
3305  * premature use of a lower zone may cause lowmem pressure problems that
3306  * are worse than fragmentation. If the next zone is ZONE_DMA then it is
3307  * probably too small. It only makes sense to spread allocations to avoid
3308  * fragmentation between the Normal and DMA32 zones.
3309  */
3310 static inline unsigned int
3311 alloc_flags_nofragment(struct zone *zone, gfp_t gfp_mask)
3312 {
3313         unsigned int alloc_flags = 0;
3314
3315         if (gfp_mask & __GFP_KSWAPD_RECLAIM)
3316                 alloc_flags |= ALLOC_KSWAPD;
3317
3318 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
3319         if (zone_idx(zone) != ZONE_NORMAL)
3320                 goto out;
3321
3322         /*
3323          * If ZONE_DMA32 exists, assume it is the one after ZONE_NORMAL and
3324          * the pointer is within zone->zone_pgdat->node_zones[]. Also assume
3325          * on UMA that if Normal is populated then so is DMA32.
3326          */
3327         BUILD_BUG_ON(ZONE_NORMAL - ZONE_DMA32 != 1);
3328         if (nr_online_nodes > 1 && !populated_zone(--zone))
3329                 goto out;
3330
3331 out:
3332 #endif /* CONFIG_ZONE_DMA32 */
3333         return alloc_flags;
3334 }
3335
3336 /*
3337  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
3338  * a page.
3339  */
3340 static struct page *
3341 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order, int alloc_flags,
3342                                                 const struct alloc_context *ac)
3343 {
3344         struct zoneref *z;
3345         struct zone *zone;
3346         struct pglist_data *last_pgdat_dirty_limit = NULL;
3347         bool no_fallback;
3348
3349 retry:
3350         /*
3351          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
3352          * See also __cpuset_node_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
3353          */
3354         no_fallback = alloc_flags & ALLOC_NOFRAGMENT;
3355         z = ac->preferred_zoneref;
3356         for_next_zone_zonelist_nodemask(zone, z, ac->zonelist, ac->high_zoneidx,
3357                                                                 ac->nodemask) {
3358                 struct page *page;
3359                 unsigned long mark;
3360
3361                 if (cpusets_enabled() &&
3362                         (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
3363                         !__cpuset_zone_allowed(zone, gfp_mask))
3364                                 continue;
3365                 /*
3366                  * When allocating a page cache page for writing, we
3367                  * want to get it from a node that is within its dirty
3368                  * limit, such that no single node holds more than its
3369                  * proportional share of globally allowed dirty pages.
3370                  * The dirty limits take into account the node's
3371                  * lowmem reserves and high watermark so that kswapd
3372                  * should be able to balance it without having to
3373                  * write pages from its LRU list.
3374                  *
3375                  * XXX: For now, allow allocations to potentially
3376                  * exceed the per-node dirty limit in the slowpath
3377                  * (spread_dirty_pages unset) before going into reclaim,
3378                  * which is important when on a NUMA setup the allowed
3379                  * nodes are together not big enough to reach the
3380                  * global limit.  The proper fix for these situations
3381                  * will require awareness of nodes in the
3382                  * dirty-throttling and the flusher threads.
3383                  */
3384                 if (ac->spread_dirty_pages) {
3385                         if (last_pgdat_dirty_limit == zone->zone_pgdat)
3386                                 continue;
3387
3388                         if (!node_dirty_ok(zone->zone_pgdat)) {
3389                                 last_pgdat_dirty_limit = zone->zone_pgdat;
3390                                 continue;
3391                         }
3392                 }
3393
3394                 if (no_fallback && nr_online_nodes > 1 &&
3395                     zone != ac->preferred_zoneref->zone) {
3396                         int local_nid;
3397
3398                         /*
3399                          * If moving to a remote node, retry but allow
3400                          * fragmenting fallbacks. Locality is more important
3401                          * than fragmentation avoidance.
3402                          */
3403                         local_nid = zone_to_nid(ac->preferred_zoneref->zone);
3404                         if (zone_to_nid(zone) != local_nid) {
3405                                 alloc_flags &= ~ALLOC_NOFRAGMENT;
3406                                 goto retry;
3407                         }
3408                 }
3409
3410                 mark = wmark_pages(zone, alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK);
3411                 if (!zone_watermark_fast(zone, order, mark,
3412                                        ac_classzone_idx(ac), alloc_flags)) {
3413                         int ret;
3414
3415 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
3416                         /*
3417                          * Watermark failed for this zone, but see if we can
3418                          * grow this zone if it contains deferred pages.
3419                          */
3420                         if (static_branch_unlikely(&deferred_pages)) {
3421                                 if (_deferred_grow_zone(zone, order))
3422                                         goto try_this_zone;
3423                         }
3424 #endif
3425                         /* Checked here to keep the fast path fast */
3426                         BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
3427                         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)
3428                                 goto try_this_zone;
3429
3430                         if (node_reclaim_mode == 0 ||
3431                             !zone_allows_reclaim(ac->preferred_zoneref->zone, zone))
3432                                 continue;
3433
3434                         ret = node_reclaim(zone->zone_pgdat, gfp_mask, order);
3435                         switch (ret) {
3436                         case NODE_RECLAIM_NOSCAN:
3437                                 /* did not scan */
3438                                 continue;
3439                         case NODE_RECLAIM_FULL:
3440                                 /* scanned but unreclaimable */
3441                                 continue;
3442                         default:
3443                                 /* did we reclaim enough */
3444                                 if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
3445                                                 ac_classzone_idx(ac), alloc_flags))
3446                                         goto try_this_zone;
3447
3448                                 continue;
3449                         }
3450                 }
3451
3452 try_this_zone:
3453                 page = rmqueue(ac->preferred_zoneref->zone, zone, order,
3454                                 gfp_mask, alloc_flags, ac->migratetype);
3455                 if (page) {
3456                         prep_new_page(page, order, gfp_mask, alloc_flags);
3457
3458                         /*
3459                          * If this is a high-order atomic allocation then check
3460                          * if the pageblock should be reserved for the future
3461                          */
3462                         if (unlikely(order && (alloc_flags & ALLOC_HARDER)))
3463                                 reserve_highatomic_pageblock(page, zone, order);
3464
3465                         return page;
3466                 } else {
3467 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
3468                         /* Try again if zone has deferred pages */
3469                         if (static_branch_unlikely(&deferred_pages)) {
3470                                 if (_deferred_grow_zone(zone, order))
3471                                         goto try_this_zone;
3472                         }
3473 #endif
3474                 }
3475         }
3476
3477         /*
3478          * It's possible on a UMA machine to get through all zones that are
3479          * fragmented. If avoiding fragmentation, reset and try again.
3480          */
3481         if (no_fallback) {
3482                 alloc_flags &= ~ALLOC_NOFRAGMENT;
3483                 goto retry;
3484         }
3485
3486         return NULL;
3487 }
3488
3489 static void warn_alloc_show_mem(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
3490 {
3491         unsigned int filter = SHOW_MEM_FILTER_NODES;
3492         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(show_mem_rs, HZ, 1);
3493
3494         if (!__ratelimit(&show_mem_rs))
3495                 return;
3496
3497         /*
3498          * This documents exceptions given to allocations in certain
3499          * contexts that are allowed to allocate outside current's set
3500          * of allowed nodes.
3501          */
3502         if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
3503                 if (tsk_is_oom_victim(current) ||
3504                     (current->flags & (PF_MEMALLOC | PF_EXITING)))
3505                         filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
3506         if (in_interrupt() || !(gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
3507                 filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
3508
3509         show_mem(filter, nodemask);
3510 }
3511
3512 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...)
3513 {
3514         struct va_format vaf;
3515         va_list args;
3516         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(nopage_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
3517                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
3518
3519         if ((gfp_mask & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&nopage_rs))
3520                 return;
3521
3522         va_start(args, fmt);
3523         vaf.fmt = fmt;
3524         vaf.va = &args;
3525         pr_warn("%s: %pV, mode:%#x(%pGg), nodemask=%*pbl",
3526                         current->comm, &vaf, gfp_mask, &gfp_mask,
3527                         nodemask_pr_args(nodemask));
3528         va_end(args);
3529
3530         cpuset_print_current_mems_allowed();
3531         pr_cont("\n");
3532         dump_stack();
3533         warn_alloc_show_mem(gfp_mask, nodemask);
3534 }
3535
3536 static inline struct page *
3537 __alloc_pages_cpuset_fallback(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
3538                               unsigned int alloc_flags,
3539                               const struct alloc_context *ac)
3540 {
3541         struct page *page;
3542
3543         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
3544                         alloc_flags|ALLOC_CPUSET, ac);
3545         /*
3546          * fallback to ignore cpuset restriction if our nodes
3547          * are depleted
3548          */
3549         if (!page)
3550                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
3551                                 alloc_flags, ac);
3552
3553         return page;
3554 }
3555
3556 static inline struct page *
3557 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
3558         const struct alloc_context *ac, unsigned long *did_some_progress)
3559 {
3560         struct oom_control oc = {
3561                 .zonelist = ac->zonelist,
3562                 .nodemask = ac->nodemask,
3563                 .memcg = NULL,
3564                 .gfp_mask = gfp_mask,
3565                 .order = order,
3566         };
3567         struct page *page;
3568
3569         *did_some_progress = 0;
3570
3571         /*
3572          * Acquire the oom lock.  If that fails, somebody else is
3573          * making progress for us.
3574          */
3575         if (!mutex_trylock(&oom_lock)) {
3576                 *did_some_progress = 1;
3577                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
3578                 return NULL;
3579         }
3580
3581         /*
3582          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
3583          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
3584          * we're still under heavy pressure. But make sure that this reclaim
3585          * attempt shall not depend on __GFP_DIRECT_RECLAIM && !__GFP_NORETRY
3586          * allocation which will never fail due to oom_lock already held.
3587          */
3588         page = get_page_from_freelist((gfp_mask | __GFP_HARDWALL) &
3589                                       ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, order,
3590                                       ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET, ac);
3591         if (page)
3592                 goto out;
3593
3594         /* Coredumps can quickly deplete all memory reserves */
3595         if (current->flags & PF_DUMPCORE)
3596                 goto out;
3597         /* The OOM killer will not help higher order allocs */
3598         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
3599                 goto out;
3600         /*
3601          * We have already exhausted all our reclaim opportunities without any
3602          * success so it is time to admit defeat. We will skip the OOM killer
3603          * because it is very likely that the caller has a more reasonable
3604          * fallback than shooting a random task.
3605          */
3606         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
3607                 goto out;
3608         /* The OOM killer does not needlessly kill tasks for lowmem */
3609         if (ac->high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
3610                 goto out;
3611         if (pm_suspended_storage())
3612                 goto out;
3613         /*
3614          * XXX: GFP_NOFS allocations should rather fail than rely on
3615          * other request to make a forward progress.
3616          * We are in an unfortunate situation where out_of_memory cannot
3617          * do much for this context but let's try it to at least get
3618          * access to memory reserved if the current task is killed (see
3619          * out_of_memory). Once filesystems are ready to handle allocation
3620          * failures more gracefully we should just bail out here.
3621          */
3622
3623         /* The OOM killer may not free memory on a specific node */
3624         if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
3625                 goto out;
3626
3627         /* Exhausted what can be done so it's blame time */
3628         if (out_of_memory(&oc) || WARN_ON_ONCE(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
3629                 *did_some_progress = 1;
3630
3631                 /*
3632                  * Help non-failing allocations by giving them access to memory
3633                  * reserves
3634                  */
3635                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
3636                         page = __alloc_pages_cpuset_fallback(gfp_mask, order,
3637                                         ALLOC_NO_WATERMARKS, ac);
3638         }
3639 out:
3640         mutex_unlock(&oom_lock);
3641         return page;
3642 }
3643
3644 /*
3645  * Maximum number of compaction retries wit a progress before OOM
3646  * killer is consider as the only way to move forward.
3647  */
3648 #define MAX_COMPACT_RETRIES 16
3649
3650 #ifdef CONFIG_COMPACTION
3651 /* Try memory compaction for high-order allocations before reclaim */
3652 static struct page *
3653 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
3654                 unsigned int alloc_flags, const struct alloc_context *ac,
3655                 enum compact_priority prio, enum compact_result *compact_result)
3656 {
3657         struct page *page;
3658         unsigned long pflags;
3659         unsigned int noreclaim_flag;
3660
3661         if (!order)
3662                 return NULL;
3663
3664         psi_memstall_enter(&pflags);
3665         noreclaim_flag = memalloc_noreclaim_save();
3666
3667         *compact_result = try_to_compact_pages(gfp_mask, order, alloc_flags, ac,
3668                                                                         prio);
3669
3670         memalloc_noreclaim_restore(noreclaim_flag);
3671         psi_memstall_leave(&pflags);
3672
3673         if (*compact_result <= COMPACT_INACTIVE)
3674                 return NULL;
3675
3676         /*
3677          * At least in one zone compaction wasn't deferred or skipped, so let's
3678          * count a compaction stall
3679          */
3680         count_vm_event(COMPACTSTALL);
3681
3682         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, alloc_flags, ac);
3683
3684         if (page) {
3685                 struct zone *zone = page_zone(page);
3686
3687                 zone->compact_blockskip_flush = false;
3688                 compaction_defer_reset(zone, order, true);
3689                 count_vm_event(COMPACTSUCCESS);
3690                 return page;
3691         }
3692
3693         /*
3694          * It's bad if compaction run occurs and fails. The most likely reason
3695          * is that pages exist, but not enough to satisfy watermarks.
3696          */
3697         count_vm_event(COMPACTFAIL);
3698
3699         cond_resched();
3700
3701         return NULL;
3702 }
3703
3704 static inline bool
3705 should_compact_retry(struct alloc_context *ac, int order, int alloc_flags,
3706                      enum compact_result compact_result,
3707                      enum compact_priority *compact_priority,
3708                      int *compaction_retries)
3709 {
3710         int max_retries = MAX_COMPACT_RETRIES;
3711         int min_priority;
3712         bool ret = false;
3713         int retries = *compaction_retries;
3714         enum compact_priority priority = *compact_priority;
3715
3716         if (!order)
3717                 return false;
3718
3719         if (compaction_made_progress(compact_result))
3720                 (*compaction_retries)++;
3721
3722         /*
3723          * compaction considers all the zone as desperately out of memory
3724          * so it doesn't really make much sense to retry except when the
3725          * failure could be caused by insufficient priority
3726          */
3727         if (compaction_failed(compact_result))
3728                 goto check_priority;
3729
3730         /*
3731          * make sure the compaction wasn't deferred or didn't bail out early
3732          * due to locks contention before we declare that we should give up.
3733          * But do not retry if the given zonelist is not suitable for
3734          * compaction.
3735          */
3736         if (compaction_withdrawn(compact_result)) {
3737                 ret = compaction_zonelist_suitable(ac, order, alloc_flags);
3738                 goto out;
3739         }
3740
3741         /*
3742          * !costly requests are much more important than __GFP_RETRY_MAYFAIL
3743          * costly ones because they are de facto nofail and invoke OOM
3744          * killer to move on while costly can fail and users are ready
3745          * to cope with that. 1/4 retries is rather arbitrary but we
3746          * would need much more detailed feedback from compaction to
3747          * make a better decision.
3748          */
3749         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
3750                 max_retries /= 4;
3751         if (*compaction_retries <= max_retries) {
3752                 ret = true;
3753                 goto out;
3754         }
3755
3756         /*
3757          * Make sure there are attempts at the highest priority if we exhausted
3758          * all retries or failed at the lower priorities.
3759          */
3760 check_priority:
3761         min_priority = (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) ?
3762                         MIN_COMPACT_COSTLY_PRIORITY : MIN_COMPACT_PRIORITY;
3763
3764         if (*compact_priority > min_priority) {
3765                 (*compact_priority)--;
3766                 *compaction_retries = 0;
3767                 ret = true;
3768         }
3769 out:
3770         trace_compact_retry(order, priority, compact_result, retries, max_retries, ret);
3771         return ret;
3772 }
3773 #else
3774 static inline struct page *
3775 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
3776                 unsigned int alloc_flags, const struct alloc_context *ac,
3777                 enum compact_priority prio, enum compact_result *compact_result)
3778 {
3779         *compact_result = COMPACT_SKIPPED;
3780         return NULL;
3781 }
3782
3783 static inline bool
3784 should_compact_retry(struct alloc_context *ac, unsigned int order, int alloc_flags,
3785                      enum compact_result compact_result,
3786                      enum compact_priority *compact_priority,
3787                      int *compaction_retries)
3788 {
3789         struct zone *zone;
3790         struct zoneref *z;
3791
3792         if (!order || order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
3793                 return false;
3794
3795         /*
3796          * There are setups with compaction disabled which would prefer to loop
3797          * inside the allocator rather than hit the oom killer prematurely.
3798          * Let's give them a good hope and keep retrying while the order-0
3799          * watermarks are OK.
3800          */
3801         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, ac->zonelist, ac->high_zoneidx,
3802                                         ac->nodemask) {
3803                 if (zone_watermark_ok(zone, 0, min_wmark_pages(zone),
3804                                         ac_classzone_idx(ac), alloc_flags))
3805                         return true;
3806         }
3807         return false;
3808 }
3809 #endif /* CONFIG_COMPACTION */
3810
3811 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
3812 static struct lockdep_map __fs_reclaim_map =
3813         STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("fs_reclaim", &__fs_reclaim_map);
3814
3815 static bool __need_fs_reclaim(gfp_t gfp_mask)
3816 {
3817         gfp_mask = current_gfp_context(gfp_mask);
3818
3819         /* no reclaim without waiting on it */
3820         if (!(gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
3821                 return false;
3822
3823         /* this guy won't enter reclaim */
3824         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
3825                 return false;
3826
3827         /* We're only interested __GFP_FS allocations for now */
3828         if (!(gfp_mask & __GFP_FS))
3829                 return false;
3830
3831         if (gfp_mask & __GFP_NOLOCKDEP)
3832                 return false;
3833
3834         return true;
3835 }
3836
3837 void __fs_reclaim_acquire(void)
3838 {
3839         lock_map_acquire(&__fs_reclaim_map);
3840 }
3841
3842 void __fs_reclaim_release(void)
3843 {
3844         lock_map_release(&__fs_reclaim_map);
3845 }
3846
3847 void fs_reclaim_acquire(gfp_t gfp_mask)
3848 {
3849         if (__need_fs_reclaim(gfp_mask))
3850                 __fs_reclaim_acquire();
3851 }
3852 EXPORT_SYMBOL_GPL(fs_reclaim_acquire);
3853
3854 void fs_reclaim_release(gfp_t gfp_mask)
3855 {
3856         if (__need_fs_reclaim(gfp_mask))
3857                 __fs_reclaim_release();
3858 }
3859 EXPORT_SYMBOL_GPL(fs_reclaim_release);
3860 #endif
3861
3862 /* Perform direct synchronous page reclaim */
3863 static int
3864 __perform_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
3865                                         const struct alloc_context *ac)
3866 {
3867         struct reclaim_state reclaim_state;
3868         int progress;
3869         unsigned int noreclaim_flag;
3870         unsigned long pflags;
3871
3872         cond_resched();
3873
3874         /* We now go into synchronous reclaim */
3875         cpuset_memory_pressure_bump();
3876         psi_memstall_enter(&pflags);
3877         fs_reclaim_acquire(gfp_mask);
3878         noreclaim_flag = memalloc_noreclaim_save();
3879         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3880         current->reclaim_state = &reclaim_state;
3881
3882         progress = try_to_free_pages(ac->zonelist, order, gfp_mask,
3883                                                                 ac->nodemask);
3884
3885         current->reclaim_state = NULL;
3886         memalloc_noreclaim_restore(noreclaim_flag);
3887         fs_reclaim_release(gfp_mask);
3888         psi_memstall_leave(&pflags);
3889
3890         cond_resched();
3891
3892         return progress;
3893 }
3894
3895 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
3896 static inline struct page *
3897 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
3898                 unsigned int alloc_flags, const struct alloc_context *ac,
3899                 unsigned long *did_some_progress)
3900 {
3901         struct page *page = NULL;
3902         bool drained = false;
3903
3904         *did_some_progress = __perform_reclaim(gfp_mask, order, ac);
3905         if (unlikely(!(*did_some_progress)))
3906                 return NULL;
3907
3908 retry:
3909         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, alloc_flags, ac);
3910
3911         /*
3912          * If an allocation failed after direct reclaim, it could be because
3913          * pages are pinned on the per-cpu lists or in high alloc reserves.
3914          * Shrink them them and try again
3915          */
3916         if (!page && !drained) {
3917                 unreserve_highatomic_pageblock(ac, false);
3918                 drain_all_pages(NULL);
3919                 drained = true;
3920                 goto retry;
3921         }
3922
3923         return page;
3924 }
3925
3926 static void wake_all_kswapds(unsigned int order, gfp_t gfp_mask,
3927                              const struct alloc_context *ac)
3928 {
3929         struct zoneref *z;
3930         struct zone *zone;
3931         pg_data_t *last_pgdat = NULL;
3932         enum zone_type high_zoneidx = ac->high_zoneidx;
3933
3934         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, ac->zonelist, high_zoneidx,
3935                                         ac->nodemask) {
3936                 if (last_pgdat != zone->zone_pgdat)
3937                         wakeup_kswapd(zone, gfp_mask, order, high_zoneidx);
3938                 last_pgdat = zone->zone_pgdat;
3939         }
3940 }
3941
3942 static inline unsigned int
3943 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
3944 {
3945         unsigned int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
3946
3947         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
3948         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != (__force gfp_t) ALLOC_HIGH);
3949
3950         /*
3951          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
3952          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
3953          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
3954          * set both ALLOC_HARDER (__GFP_ATOMIC) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
3955          */
3956         alloc_flags |= (__force int) (gfp_mask & __GFP_HIGH);
3957
3958         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC) {
3959                 /*
3960                  * Not worth trying to allocate harder for __GFP_NOMEMALLOC even
3961                  * if it can't schedule.
3962                  */
3963                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
3964                         alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
3965                 /*
3966                  * Ignore cpuset mems for GFP_ATOMIC rather than fail, see the
3967                  * comment for __cpuset_node_allowed().
3968                  */
3969                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
3970         } else if (unlikely(rt_task(current)) && !in_interrupt())
3971                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
3972
3973         if (gfp_mask & __GFP_KSWAPD_RECLAIM)
3974                 alloc_flags |= ALLOC_KSWAPD;
3975
3976 #ifdef CONFIG_CMA
3977         if (gfpflags_to_migratetype(gfp_mask) == MIGRATE_MOVABLE)
3978                 alloc_flags |= ALLOC_CMA;
3979 #endif
3980         return alloc_flags;
3981 }
3982
3983 static bool oom_reserves_allowed(struct task_struct *tsk)
3984 {
3985         if (!tsk_is_oom_victim(tsk))
3986                 return false;
3987
3988         /*
3989          * !MMU doesn't have oom reaper so give access to memory reserves
3990          * only to the thread with TIF_MEMDIE set
3991          */
3992         if (!IS_ENABLED(CONFIG_MMU) && !test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3993                 return false;
3994
3995         return true;
3996 }
3997
3998 /*
3999  * Distinguish requests which really need access to full memory
4000  * reserves from oom victims which can live with a portion of it
4001  */
4002 static inline int __gfp_pfmemalloc_flags(gfp_t gfp_mask)
4003 {
4004         if (unlikely(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
4005                 return 0;
4006         if (gfp_mask & __GFP_MEMALLOC)
4007                 return ALLOC_NO_WATERMARKS;
4008         if (in_serving_softirq() && (current->flags & PF_MEMALLOC))
4009                 return ALLOC_NO_WATERMARKS;
4010         if (!in_interrupt()) {
4011                 if (current->flags & PF_MEMALLOC)
4012                         return ALLOC_NO_WATERMARKS;
4013                 else if (oom_reserves_allowed(current))
4014                         return ALLOC_OOM;
4015         }
4016
4017         return 0;
4018 }
4019
4020 bool gfp_pfmemalloc_allowed(gfp_t gfp_mask)
4021 {
4022         return !!__gfp_pfmemalloc_flags(gfp_mask);
4023 }
4024
4025 /*
4026  * Checks whether it makes sense to retry the reclaim to make a forward progress
4027  * for the given allocation request.
4028  *
4029  * We give up when we either have tried MAX_RECLAIM_RETRIES in a row
4030  * without success, or when we couldn't even meet the watermark if we
4031  * reclaimed all remaining pages on the LRU lists.
4032  *
4033  * Returns true if a retry is viable or false to enter the oom path.
4034  */
4035 static inline bool
4036 should_reclaim_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned order,
4037                      struct alloc_context *ac, int alloc_flags,
4038                      bool did_some_progress, int *no_progress_loops)
4039 {
4040         struct zone *zone;
4041         struct zoneref *z;
4042         bool ret = false;
4043
4044         /*
4045          * Costly allocations might have made a progress but this doesn't mean
4046          * their order will become available due to high fragmentation so
4047          * always increment the no progress counter for them
4048          */
4049         if (did_some_progress && order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
4050                 *no_progress_loops = 0;
4051         else
4052                 (*no_progress_loops)++;
4053
4054         /*
4055          * Make sure we converge to OOM if we cannot make any progress
4056          * several times in the row.
4057          */
4058         if (*no_progress_loops > MAX_RECLAIM_RETRIES) {
4059                 /* Before OOM, exhaust highatomic_reserve */
4060                 return unreserve_highatomic_pageblock(ac, true);
4061         }
4062
4063         /*
4064          * Keep reclaiming pages while there is a chance this will lead
4065          * somewhere.  If none of the target zones can satisfy our allocation
4066          * request even if all reclaimable pages are considered then we are
4067          * screwed and have to go OOM.
4068          */
4069         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, ac->zonelist, ac->high_zoneidx,
4070                                         ac->nodemask) {
4071                 unsigned long available;
4072                 unsigned long reclaimable;
4073                 unsigned long min_wmark = min_wmark_pages(zone);
4074                 bool wmark;
4075
4076                 available = reclaimable = zone_reclaimable_pages(zone);
4077                 available += zone_page_state_snapshot(zone, NR_FREE_PAGES);
4078
4079                 /*
4080                  * Would the allocation succeed if we reclaimed all
4081                  * reclaimable pages?
4082                  */
4083                 wmark = __zone_watermark_ok(zone, order, min_wmark,
4084                                 ac_classzone_idx(ac), alloc_flags, available);
4085                 trace_reclaim_retry_zone(z, order, reclaimable,
4086                                 available, min_wmark, *no_progress_loops, wmark);
4087                 if (wmark) {
4088                         /*
4089                          * If we didn't make any progress and have a lot of
4090                          * dirty + writeback pages then we should wait for
4091                          * an IO to complete to slow down the reclaim and
4092                          * prevent from pre mature OOM
4093                          */
4094                         if (!did_some_progress) {
4095                                 unsigned long write_pending;
4096
4097                                 write_pending = zone_page_state_snapshot(zone,
4098                                                         NR_ZONE_WRITE_PENDING);
4099
4100                                 if (2 * write_pending > reclaimable) {
4101                                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4102                                         return true;
4103                                 }
4104                         }
4105
4106                         ret = true;
4107                         goto out;
4108                 }
4109         }
4110
4111 out:
4112         /*
4113          * Memory allocation/reclaim might be called from a WQ context and the
4114          * current implementation of the WQ concurrency control doesn't
4115          * recognize that a particular WQ is congested if the worker thread is
4116          * looping without ever sleeping. Therefore we have to do a short sleep
4117          * here rather than calling cond_resched().
4118          */
4119         if (current->flags & PF_WQ_WORKER)
4120                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
4121         else
4122                 cond_resched();
4123         return ret;
4124 }
4125
4126 static inline bool
4127 check_retry_cpuset(int cpuset_mems_cookie, struct alloc_context *ac)
4128 {
4129         /*
4130          * It's possible that cpuset's mems_allowed and the nodemask from
4131          * mempolicy don't intersect. This should be normally dealt with by
4132          * policy_nodemask(), but it's possible to race with cpuset update in
4133          * such a way the check therein was true, and then it became false
4134          * before we got our cpuset_mems_cookie here.
4135          * This assumes that for all allocations, ac->nodemask can come only
4136          * from MPOL_BIND mempolicy (whose documented semantics is to be ignored
4137          * when it does not intersect with the cpuset restrictions) or the
4138          * caller can deal with a violated nodemask.
4139          */
4140         if (cpusets_enabled() && ac->nodemask &&
4141                         !cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(ac->nodemask)) {
4142                 ac->nodemask = NULL;
4143                 return true;
4144         }
4145
4146         /*
4147          * When updating a task's mems_allowed or mempolicy nodemask, it is
4148          * possible to race with parallel threads in such a way that our
4149          * allocation can fail while the mask is being updated. If we are about
4150          * to fail, check if the cpuset changed during allocation and if so,
4151          * retry.
4152          */
4153         if (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie))
4154                 return true;
4155
4156         return false;
4157 }
4158
4159 static inline struct page *
4160 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
4161                                                 struct alloc_context *ac)
4162 {
4163         bool can_direct_reclaim = gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM;
4164         const bool costly_order = order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
4165         struct page *page = NULL;
4166         unsigned int alloc_flags;
4167         unsigned long did_some_progress;
4168         enum compact_priority compact_priority;
4169         enum compact_result compact_result;
4170         int compaction_retries;
4171         int no_progress_loops;
4172         unsigned int cpuset_mems_cookie;
4173         int reserve_flags;
4174
4175         /*
4176          * We also sanity check to catch abuse of atomic reserves being used by
4177          * callers that are not in atomic context.
4178          */
4179         if (WARN_ON_ONCE((gfp_mask & (__GFP_ATOMIC|__GFP_DIRECT_RECLAIM)) ==
4180                                 (__GFP_ATOMIC|__GFP_DIRECT_RECLAIM)))
4181                 gfp_mask &= ~__GFP_ATOMIC;
4182
4183 retry_cpuset:
4184         compaction_retries = 0;
4185         no_progress_loops = 0;
4186         compact_priority = DEF_COMPACT_PRIORITY;
4187         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
4188
4189         /*
4190          * The fast path uses conservative alloc_flags to succeed only until
4191          * kswapd needs to be woken up, and to avoid the cost of setting up
4192          * alloc_flags precisely. So we do that now.
4193          */
4194         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
4195
4196         /*
4197          * We need to recalculate the starting point for the zonelist iterator
4198          * because we might have used different nodemask in the fast path, or
4199          * there was a cpuset modification and we are retrying - otherwise we
4200          * could end up iterating over non-eligible zones endlessly.
4201          */
4202         ac->preferred_zoneref = first_zones_zonelist(ac->zonelist,
4203                                         ac->high_zoneidx, ac->nodemask);
4204         if (!ac->preferred_zoneref->zone)
4205                 goto nopage;
4206
4207         if (alloc_flags & ALLOC_KSWAPD)
4208                 wake_all_kswapds(order, gfp_mask, ac);
4209
4210         /*
4211          * The adjusted alloc_flags might result in immediate success, so try
4212          * that first
4213          */
4214         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, alloc_flags, ac);
4215         if (page)
4216                 goto got_pg;
4217
4218         /*
4219          * For costly allocations, try direct compaction first, as it's likely
4220          * that we have enough base pages and don't need to reclaim. For non-
4221          * movable high-order allocations, do that as well, as compaction will
4222          * try prevent permanent fragmentation by migrating from blocks of the
4223          * same migratetype.
4224          * Don't try this for allocations that are allowed to ignore
4225          * watermarks, as the ALLOC_NO_WATERMARKS attempt didn't yet happen.
4226          */
4227         if (can_direct_reclaim &&
4228                         (costly_order ||
4229                            (order > 0 && ac->migratetype != MIGRATE_MOVABLE))
4230                         && !gfp_pfmemalloc_allowed(gfp_mask)) {
4231                 page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
4232                                                 alloc_flags, ac,
4233                                                 INIT_COMPACT_PRIORITY,
4234                                                 &compact_result);
4235                 if (page)
4236                         goto got_pg;
4237
4238                 /*
4239                  * Checks for costly allocations with __GFP_NORETRY, which
4240                  * includes THP page fault allocations
4241                  */
4242                 if (costly_order && (gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
4243                         /*
4244                          * If compaction is deferred for high-order allocations,
4245                          * it is because sync compaction recently failed. If
4246                          * this is the case and the caller requested a THP
4247                          * allocation, we do not want to heavily disrupt the
4248                          * system, so we fail the allocation instead of entering
4249                          * direct reclaim.
4250                          */
4251                         if (compact_result == COMPACT_DEFERRED)
4252                                 goto nopage;
4253
4254                         /*
4255                          * Looks like reclaim/compaction is worth trying, but
4256                          * sync compaction could be very expensive, so keep
4257                          * using async compaction.
4258                          */
4259                         compact_priority = INIT_COMPACT_PRIORITY;
4260                 }
4261         }
4262
4263 retry:
4264         /* Ensure kswapd doesn't accidentally go to sleep as long as we loop */
4265         if (alloc_flags & ALLOC_KSWAPD)
4266                 wake_all_kswapds(order, gfp_mask, ac);
4267
4268         reserve_flags = __gfp_pfmemalloc_flags(gfp_mask);
4269         if (reserve_flags)
4270                 alloc_flags = reserve_flags;
4271
4272         /*
4273          * Reset the nodemask and zonelist iterators if memory policies can be
4274          * ignored. These allocations are high priority and system rather than
4275          * user oriented.
4276          */
4277         if (!(alloc_flags & ALLOC_CPUSET) || reserve_flags) {
4278                 ac->nodemask = NULL;
4279                 ac->preferred_zoneref = first_zones_zonelist(ac->zonelist,
4280                                         ac->high_zoneidx, ac->nodemask);
4281         }
4282
4283         /* Attempt with potentially adjusted zonelist and alloc_flags */
4284         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, alloc_flags, ac);
4285         if (page)
4286                 goto got_pg;
4287
4288         /* Caller is not willing to reclaim, we can't balance anything */
4289         if (!can_direct_reclaim)
4290                 goto nopage;
4291
4292         /* Avoid recursion of direct reclaim */
4293         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
4294                 goto nopage;
4295
4296         /* Try direct reclaim and then allocating */
4297         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order, alloc_flags, ac,
4298                                                         &did_some_progress);
4299         if (page)
4300                 goto got_pg;
4301
4302         /* Try direct compaction and then allocating */
4303         page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order, alloc_flags, ac,
4304                                         compact_priority, &compact_result);
4305         if (page)
4306                 goto got_pg;
4307
4308         /* Do not loop if specifically requested */
4309         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
4310                 goto nopage;
4311
4312         /*
4313          * Do not retry costly high order allocations unless they are
4314          * __GFP_RETRY_MAYFAIL
4315          */
4316         if (costly_order && !(gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL))
4317                 goto nopage;
4318
4319         if (should_reclaim_retry(gfp_mask, order, ac, alloc_flags,
4320                                  did_some_progress > 0, &no_progress_loops))
4321                 goto retry;
4322
4323         /*
4324          * It doesn't make any sense to retry for the compaction if the order-0
4325          * reclaim is not able to make any progress because the current
4326          * implementation of the compaction depends on the sufficient amount
4327          * of free memory (see __compaction_suitable)
4328          */
4329         if (did_some_progress > 0 &&
4330                         should_compact_retry(ac, order, alloc_flags,
4331                                 compact_result, &compact_priority,
4332                                 &compaction_retries))
4333                 goto retry;
4334
4335
4336         /* Deal with possible cpuset update races before we start OOM killing */
4337         if (check_retry_cpuset(cpuset_mems_cookie, ac))
4338                 goto retry_cpuset;
4339
4340         /* Reclaim has failed us, start killing things */
4341         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order, ac, &did_some_progress);
4342         if (page)
4343                 goto got_pg;
4344
4345         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
4346         if (tsk_is_oom_victim(current) &&
4347             (alloc_flags == ALLOC_OOM ||
4348              (gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)))
4349                 goto nopage;
4350
4351         /* Retry as long as the OOM killer is making progress */
4352         if (did_some_progress) {
4353                 no_progress_loops = 0;
4354                 goto retry;
4355         }
4356
4357 nopage:
4358         /* Deal with possible cpuset update races before we fail */
4359         if (check_retry_cpuset(cpuset_mems_cookie, ac))
4360                 goto retry_cpuset;
4361
4362         /*
4363          * Make sure that __GFP_NOFAIL request doesn't leak out and make sure
4364          * we always retry
4365          */
4366         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
4367                 /*
4368                  * All existing users of the __GFP_NOFAIL are blockable, so warn
4369                  * of any new users that actually require GFP_NOWAIT
4370                  */
4371                 if (WARN_ON_ONCE(!can_direct_reclaim))
4372                         goto fail;
4373
4374                 /*
4375                  * PF_MEMALLOC request from this context is rather bizarre
4376                  * because we cannot reclaim anything and only can loop waiting
4377                  * for somebody to do a work for us
4378                  */
4379                 WARN_ON_ONCE(current->flags & PF_MEMALLOC);
4380
4381                 /*
4382                  * non failing costly orders are a hard requirement which we
4383                  * are not prepared for much so let's warn about these users
4384                  * so that we can identify them and convert them to something
4385                  * else.
4386                  */
4387                 WARN_ON_ONCE(order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER);
4388
4389                 /*
4390                  * Help non-failing allocations by giving them access to memory
4391                  * reserves but do not use ALLOC_NO_WATERMARKS because this
4392                  * could deplete whole memory reserves which would just make
4393                  * the situation worse
4394                  */
4395                 page = __alloc_pages_cpuset_fallback(gfp_mask, order, ALLOC_HARDER, ac);
4396                 if (page)
4397                         goto got_pg;
4398
4399                 cond_resched();
4400                 goto retry;
4401         }
4402 fail:
4403         warn_alloc(gfp_mask, ac->nodemask,
4404                         "page allocation failure: order:%u", order);
4405 got_pg:
4406         return page;
4407 }
4408
4409 static inline bool prepare_alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
4410                 int preferred_nid, nodemask_t *nodemask,
4411                 struct alloc_context *ac, gfp_t *alloc_mask,
4412                 unsigned int *alloc_flags)
4413 {
4414         ac->high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
4415         ac->zonelist = node_zonelist(preferred_nid, gfp_mask);
4416         ac->nodemask = nodemask;
4417         ac->migratetype = gfpflags_to_migratetype(gfp_mask);
4418
4419         if (cpusets_enabled()) {
4420                 *alloc_mask |= __GFP_HARDWALL;
4421                 if (!ac->nodemask)
4422                         ac->nodemask = &cpuset_current_mems_allowed;
4423                 else
4424                         *alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
4425         }
4426
4427         fs_reclaim_acquire(gfp_mask);
4428         fs_reclaim_release(gfp_mask);
4429
4430         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM);
4431
4432         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
4433                 return false;
4434
4435         if (IS_ENABLED(CONFIG_CMA) && ac->migratetype == MIGRATE_MOVABLE)
4436                 *alloc_flags |= ALLOC_CMA;
4437
4438         return true;
4439 }
4440
4441 /* Determine whether to spread dirty pages and what the first usable zone */
4442 static inline void finalise_ac(gfp_t gfp_mask, struct alloc_context *ac)
4443 {
4444         /* Dirty zone balancing only done in the fast path */
4445         ac->spread_dirty_pages = (gfp_mask & __GFP_WRITE);
4446
4447         /*
4448          * The preferred zone is used for statistics but crucially it is
4449          * also used as the starting point for the zonelist iterator. It
4450          * may get reset for allocations that ignore memory policies.
4451          */
4452         ac->preferred_zoneref = first_zones_zonelist(ac->zonelist,
4453                                         ac->high_zoneidx, ac->nodemask);
4454 }
4455
4456 /*
4457  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
4458  */
4459 struct page *
4460 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order, int preferred_nid,
4461                                                         nodemask_t *nodemask)
4462 {
4463         struct page *page;
4464         unsigned int alloc_flags = ALLOC_WMARK_LOW;
4465         gfp_t alloc_mask; /* The gfp_t that was actually used for allocation */
4466         struct alloc_context ac = { };
4467
4468         /*
4469          * There are several places where we assume that the order value is sane
4470          * so bail out early if the request is out of bound.
4471          */
4472         if (unlikely(order >= MAX_ORDER)) {
4473                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
4474                 return NULL;
4475         }
4476
4477         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
4478         alloc_mask = gfp_mask;
4479         if (!prepare_alloc_pages(gfp_mask, order, preferred_nid, nodemask, &ac, &alloc_mask, &alloc_flags))
4480                 return NULL;
4481
4482         finalise_ac(gfp_mask, &ac);
4483
4484         /*
4485          * Forbid the first pass from falling back to types that fragment
4486          * memory until all local zones are considered.
4487          */
4488         alloc_flags |= alloc_flags_nofragment(ac.preferred_zoneref->zone, gfp_mask);
4489
4490         /* First allocation attempt */
4491         page = get_page_from_freelist(alloc_mask, order, alloc_flags, &ac);
4492         if (likely(page))
4493                 goto out;
4494
4495         /*
4496          * Apply scoped allocation constraints. This is mainly about GFP_NOFS
4497          * resp. GFP_NOIO which has to be inherited for all allocation requests
4498          * from a particular context which has been marked by
4499          * memalloc_no{fs,io}_{save,restore}.
4500          */
4501         alloc_mask = current_gfp_context(gfp_mask);
4502         ac.spread_dirty_pages = false;
4503
4504         /*
4505          * Restore the original nodemask if it was potentially replaced with
4506          * &cpuset_current_mems_allowed to optimize the fast-path attempt.
4507          */
4508         if (unlikely(ac.nodemask != nodemask))
4509                 ac.nodemask = nodemask;
4510
4511         page = __alloc_pages_slowpath(alloc_mask, order, &ac);
4512
4513 out:
4514         if (memcg_kmem_enabled() && (gfp_mask & __GFP_ACCOUNT) && page &&
4515             unlikely(memcg_kmem_charge(page, gfp_mask, order) != 0)) {
4516                 __free_pages(page, order);
4517                 page = NULL;
4518         }
4519
4520         trace_mm_page_alloc(page, order, alloc_mask, ac.migratetype);
4521
4522         return page;
4523 }
4524 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
4525
4526 /*
4527  * Common helper functions. Never use with __GFP_HIGHMEM because the returned
4528  * address cannot represent highmem pages. Use alloc_pages and then kmap if
4529  * you need to access high mem.
4530  */
4531 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
4532 {
4533         struct page *page;
4534
4535         page = alloc_pages(gfp_mask & ~__GFP_HIGHMEM, order);
4536         if (!page)
4537                 return 0;
4538         return (unsigned long) page_address(page);
4539 }
4540 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
4541
4542 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
4543 {
4544         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
4545 }
4546 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
4547
4548 static inline void free_the_page(struct page *page, unsigned int order)
4549 {
4550         if (order == 0)         /* Via pcp? */
4551                 free_unref_page(page);
4552         else
4553                 __free_pages_ok(page, order);
4554 }
4555
4556 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
4557 {
4558         if (put_page_testzero(page))
4559                 free_the_page(page, order);
4560 }
4561 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
4562
4563 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
4564 {
4565         if (addr != 0) {
4566                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
4567                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
4568         }
4569 }
4570
4571 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
4572
4573 /*
4574  * Page Fragment:
4575  *  An arbitrary-length arbitrary-offset area of memory which resides
4576  *  within a 0 or higher order page.  Multiple fragments within that page
4577  *  are individually refcounted, in the page's reference counter.
4578  *
4579  * The page_frag functions below provide a simple allocation framework for
4580  * page fragments.  This is used by the network stack and network device
4581  * drivers to provide a backing region of memory for use as either an
4582  * sk_buff->head, or to be used in the "frags" portion of skb_shared_info.
4583  */
4584 static struct page *__page_frag_cache_refill(struct page_frag_cache *nc,
4585                                              gfp_t gfp_mask)
4586 {
4587         struct page *page = NULL;
4588         gfp_t gfp = gfp_mask;
4589
4590 #if (PAGE_SIZE < PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE)
4591         gfp_mask |= __GFP_COMP | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY |
4592                     __GFP_NOMEMALLOC;
4593         page = alloc_pages_node(NUMA_NO_NODE, gfp_mask,
4594                                 PAGE_FRAG_CACHE_MAX_ORDER);
4595         nc->size = page ? PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE : PAGE_SIZE;
4596 #endif
4597         if (unlikely(!page))
4598                 page = alloc_pages_node(NUMA_NO_NODE, gfp, 0);
4599
4600         nc->va = page ? page_address(page) : NULL;
4601
4602         return page;
4603 }
4604
4605 void __page_frag_cache_drain(struct page *page, unsigned int count)
4606 {
4607         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
4608
4609         if (page_ref_sub_and_test(page, count))
4610                 free_the_page(page, compound_order(page));
4611 }
4612 EXPORT_SYMBOL(__page_frag_cache_drain);
4613
4614 void *page_frag_alloc(struct page_frag_cache *nc,
4615                       unsigned int fragsz, gfp_t gfp_mask)
4616 {
4617         unsigned int size = PAGE_SIZE;
4618         struct page *page;
4619         int offset;
4620
4621         if (unlikely(!nc->va)) {
4622 refill:
4623                 page = __page_frag_cache_refill(nc, gfp_mask);
4624                 if (!page)
4625                         return NULL;
4626
4627 #if (PAGE_SIZE < PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE)
4628                 /* if size can vary use size else just use PAGE_SIZE */
4629                 size = nc->size;
4630 #endif
4631                 /* Even if we own the page, we do not use atomic_set().
4632                  * This would break get_page_unless_zero() users.
4633                  */
4634                 page_ref_add(page, size - 1);
4635
4636                 /* reset page count bias and offset to start of new frag */
4637                 nc->pfmemalloc = page_is_pfmemalloc(page);
4638                 nc->pagecnt_bias = size;
4639                 nc->offset = size;
4640         }
4641
4642         offset = nc->offset - fragsz;
4643         if (unlikely(offset < 0)) {
4644                 page = virt_to_page(nc->va);
4645
4646                 if (!page_ref_sub_and_test(page, nc->pagecnt_bias))
4647                         goto refill;
4648
4649 #if (PAGE_SIZE < PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE)
4650                 /* if size can vary use size else just use PAGE_SIZE */
4651                 size = nc->size;
4652 #endif
4653                 /* OK, page count is 0, we can safely set it */
4654                 set_page_count(page, size);
4655
4656                 /* reset page count bias and offset to start of new frag */
4657                 nc->pagecnt_bias = size;
4658                 offset = size - fragsz;
4659         }
4660
4661         nc->pagecnt_bias--;
4662         nc->offset = offset;
4663
4664         return nc->va + offset;
4665 }
4666 EXPORT_SYMBOL(page_frag_alloc);
4667
4668 /*
4669  * Frees a page fragment allocated out of either a compound or order 0 page.
4670  */
4671 void page_frag_free(void *addr)
4672 {
4673         struct page *page = virt_to_head_page(addr);
4674
4675         if (unlikely(put_page_testzero(page)))
4676                 free_the_page(page, compound_order(page));
4677 }
4678 EXPORT_SYMBOL(page_frag_free);
4679
4680 static void *make_alloc_exact(unsigned long addr, unsigned int order,
4681                 size_t size)
4682 {
4683         if (addr) {
4684                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
4685                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
4686
4687                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
4688                 while (used < alloc_end) {
4689                         free_page(used);
4690                         used += PAGE_SIZE;
4691                 }
4692         }
4693         return (void *)addr;
4694 }
4695
4696 /**
4697  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
4698  * @size: the number of bytes to allocate
4699  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
4700  *
4701  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
4702  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
4703  * allocate memory in power-of-two pages.
4704  *
4705  * This function is also limited by MAX_ORDER.
4706  *
4707  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
4708  */
4709 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
4710 {
4711         unsigned int order = get_order(size);
4712         unsigned long addr;
4713
4714         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
4715         return make_alloc_exact(addr, order, size);
4716 }
4717 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
4718
4719 /**
4720  * alloc_pages_exact_nid - allocate an exact number of physically-contiguous
4721  *                         pages on a node.
4722  * @nid: the preferred node ID where memory should be allocated
4723  * @size: the number of bytes to allocate
4724  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
4725  *
4726  * Like alloc_pages_exact(), but try to allocate on node nid first before falling
4727  * back.
4728  */
4729 void * __meminit alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask)
4730 {
4731         unsigned int order = get_order(size);
4732         struct page *p = alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
4733         if (!p)
4734                 return NULL;
4735         return make_alloc_exact((unsigned long)page_address(p), order, size);
4736 }
4737
4738 /**
4739  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
4740  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
4741  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
4742  *
4743  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
4744  */
4745 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
4746 {
4747         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
4748         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
4749
4750         while (addr < end) {
4751                 free_page(addr);
4752                 addr += PAGE_SIZE;
4753         }
4754 }
4755 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
4756
4757 /**
4758  * nr_free_zone_pages - count number of pages beyond high watermark
4759  * @offset: The zone index of the highest zone
4760  *
4761  * nr_free_zone_pages() counts the number of counts pages which are beyond the
4762  * high watermark within all zones at or below a given zone index.  For each
4763  * zone, the number of pages is calculated as:
4764  *
4765  *     nr_free_zone_pages = managed_pages - high_pages
4766  */
4767 static unsigned long nr_free_zone_pages(int offset)
4768 {
4769         struct zoneref *z;
4770         struct zone *zone;
4771
4772         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
4773         unsigned long sum = 0;
4774
4775         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
4776
4777         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
4778                 unsigned long size = zone_managed_pages(zone);
4779                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
4780                 if (size > high)
4781                         sum += size - high;
4782         }
4783
4784         return sum;
4785 }
4786
4787 /**
4788  * nr_free_buffer_pages - count number of pages beyond high watermark
4789  *
4790  * nr_free_buffer_pages() counts the number of pages which are beyond the high
4791  * watermark within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL.
4792  */
4793 unsigned long nr_free_buffer_pages(void)
4794 {
4795         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
4796 }
4797 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
4798
4799 /**
4800  * nr_free_pagecache_pages - count number of pages beyond high watermark
4801  *
4802  * nr_free_pagecache_pages() counts the number of pages which are beyond the
4803  * high watermark within all zones.
4804  */
4805 unsigned long nr_free_pagecache_pages(void)
4806 {
4807         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
4808 }
4809
4810 static inline void show_node(struct zone *zone)
4811 {
4812         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
4813                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
4814 }
4815
4816 long si_mem_available(void)
4817 {
4818         long available;
4819         unsigned long pagecache;
4820         unsigned long wmark_low = 0;
4821         unsigned long pages[NR_LRU_LISTS];
4822         unsigned long reclaimable;
4823         struct zone *zone;
4824         int lru;
4825
4826         for (lru = LRU_BASE; lru < NR_LRU_LISTS; lru++)
4827                 pages[lru] = global_node_page_state(NR_LRU_BASE + lru);
4828
4829         for_each_zone(zone)
4830                 wmark_low += low_wmark_pages(zone);
4831
4832         /*
4833          * Estimate the amount of memory available for userspace allocations,
4834          * without causing swapping.
4835          */
4836         available = global_zone_page_state(NR_FREE_PAGES) - totalreserve_pages;
4837
4838         /*
4839          * Not all the page cache can be freed, otherwise the system will
4840          * start swapping. Assume at least half of the page cache, or the
4841          * low watermark worth of cache, needs to stay.
4842          */
4843         pagecache = pages[LRU_ACTIVE_FILE] + pages[LRU_INACTIVE_FILE];
4844         pagecache -= min(pagecache / 2, wmark_low);
4845         available += pagecache;
4846
4847         /*
4848          * Part of the reclaimable slab and other kernel memory consists of
4849          * items that are in use, and cannot be freed. Cap this estimate at the
4850          * low watermark.
4851          */
4852         reclaimable = global_node_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
4853                         global_node_page_state(NR_KERNEL_MISC_RECLAIMABLE);
4854         available += reclaimable - min(reclaimable / 2, wmark_low);
4855
4856         if (available < 0)
4857                 available = 0;
4858         return available;
4859 }
4860 EXPORT_SYMBOL_GPL(si_mem_available);
4861
4862 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
4863 {
4864         val->totalram = totalram_pages();
4865         val->sharedram = global_node_page_state(NR_SHMEM);
4866         val->freeram = global_zone_page_state(NR_FREE_PAGES);
4867         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
4868         val->totalhigh = totalhigh_pages();
4869         val->freehigh = nr_free_highpages();
4870         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
4871 }
4872
4873 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
4874
4875 #ifdef CONFIG_NUMA
4876 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
4877 {
4878         int zone_type;          /* needs to be signed */
4879         unsigned long managed_pages = 0;
4880         unsigned long managed_highpages = 0;
4881         unsigned long free_highpages = 0;
4882         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4883
4884         for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++)
4885                 managed_pages += zone_managed_pages(&pgdat->node_zones[zone_type]);
4886         val->totalram = managed_pages;
4887         val->sharedram = node_page_state(pgdat, NR_SHMEM);
4888         val->freeram = sum_zone_node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
4889 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4890         for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
4891                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4892
4893                 if (is_highmem(zone)) {
4894                         managed_highpages += zone_managed_pages(zone);
4895                         free_highpages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
4896                 }
4897         }
4898         val->totalhigh = managed_highpages;
4899         val->freehigh = free_highpages;
4900 #else
4901         val->totalhigh = managed_highpages;
4902         val->freehigh = free_highpages;
4903 #endif
4904         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
4905 }
4906 #endif
4907
4908 /*
4909  * Determine whether the node should be displayed or not, depending on whether
4910  * SHOW_MEM_FILTER_NODES was passed to show_free_areas().
4911  */
4912 static bool show_mem_node_skip(unsigned int flags, int nid, nodemask_t *nodemask)
4913 {
4914         if (!(flags & SHOW_MEM_FILTER_NODES))
4915                 return false;
4916
4917         /*
4918          * no node mask - aka implicit memory numa policy. Do not bother with
4919          * the synchronization - read_mems_allowed_begin - because we do not
4920          * have to be precise here.
4921          */
4922         if (!nodemask)
4923                 nodemask = &cpuset_current_mems_allowed;
4924
4925         return !node_isset(nid, *nodemask);
4926 }
4927
4928 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
4929
4930 static void show_migration_types(unsigned char type)
4931 {
4932         static const char types[MIGRATE_TYPES] = {
4933                 [MIGRATE_UNMOVABLE]     = 'U',
4934                 [MIGRATE_MOVABLE]       = 'M',
4935                 [MIGRATE_RECLAIMABLE]   = 'E',
4936                 [MIGRATE_HIGHATOMIC]    = 'H',
4937 #ifdef CONFIG_CMA
4938                 [MIGRATE_CMA]           = 'C',
4939 #endif
4940 #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
4941                 [MIGRATE_ISOLATE]       = 'I',
4942 #endif
4943         };
4944         char tmp[MIGRATE_TYPES + 1];
4945         char *p = tmp;
4946         int i;
4947
4948         for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES; i++) {
4949                 if (type & (1 << i))
4950                         *p++ = types[i];
4951         }
4952
4953         *p = '\0';
4954         printk(KERN_CONT "(%s) ", tmp);
4955 }
4956
4957 /*
4958  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
4959  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
4960  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
4961  *
4962  * Bits in @filter:
4963  * SHOW_MEM_FILTER_NODES: suppress nodes that are not allowed by current's
4964  *   cpuset.
4965  */
4966 void show_free_areas(unsigned int filter, nodemask_t *nodemask)
4967 {
4968         unsigned long free_pcp = 0;
4969         int cpu;
4970         struct zone *zone;
4971         pg_data_t *pgdat;
4972
4973         for_each_populated_zone(zone) {
4974                 if (show_mem_node_skip(filter, zone_to_nid(zone), nodemask))
4975                         continue;
4976
4977                 for_each_online_cpu(cpu)
4978                         free_pcp += per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu)->pcp.count;
4979         }
4980
4981         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
4982                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
4983                 " unevictable:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
4984                 " slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
4985                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n"
4986                 " free:%lu free_pcp:%lu free_cma:%lu\n",
4987                 global_node_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
4988                 global_node_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
4989                 global_node_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
4990                 global_node_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
4991                 global_node_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
4992                 global_node_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
4993                 global_node_page_state(NR_UNEVICTABLE),
4994                 global_node_page_state(NR_FILE_DIRTY),
4995                 global_node_page_state(NR_WRITEBACK),
4996                 global_node_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
4997                 global_node_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
4998                 global_node_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
4999                 global_node_page_state(NR_FILE_MAPPED),
5000                 global_node_page_state(NR_SHMEM),
5001                 global_zone_page_state(NR_PAGETABLE),
5002                 global_zone_page_state(NR_BOUNCE),
5003                 global_zone_page_state(NR_FREE_PAGES),
5004                 free_pcp,
5005                 global_zone_page_state(NR_FREE_CMA_PAGES));
5006
5007         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5008                 if (show_mem_node_skip(filter, pgdat->node_id, nodemask))
5009                         continue;
5010
5011                 printk("Node %d"
5012                         " active_anon:%lukB"
5013                         " inactive_anon:%lukB"
5014                         " active_file:%lukB"
5015                         " inactive_file:%lukB"
5016                         " unevictable:%lukB"
5017                         " isolated(anon):%lukB"
5018                         " isolated(file):%lukB"
5019                         " mapped:%lukB"
5020                         " dirty:%lukB"
5021                         " writeback:%lukB"
5022                         " shmem:%lukB"
5023 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5024                         " shmem_thp: %lukB"
5025                         " shmem_pmdmapped: %lukB"
5026                         " anon_thp: %lukB"
5027 #endif
5028                         " writeback_tmp:%lukB"
5029                         " unstable:%lukB"
5030                         " all_unreclaimable? %s"
5031                         "\n",
5032                         pgdat->node_id,
5033                         K(node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_ANON)),
5034                         K(node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON)),
5035                         K(node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE)),
5036                         K(node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE)),
5037                         K(node_page_state(pgdat, NR_UNEVICTABLE)),
5038                         K(node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON)),
5039                         K(node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_FILE)),
5040                         K(node_page_state(pgdat, NR_FILE_MAPPED)),
5041                         K(node_page_state(pgdat, NR_FILE_DIRTY)),
5042                         K(node_page_state(pgdat, NR_WRITEBACK)),
5043                         K(node_page_state(pgdat, NR_SHMEM)),
5044 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5045                         K(node_page_state(pgdat, NR_SHMEM_THPS) * HPAGE_PMD_NR),
5046                         K(node_page_state(pgdat, NR_SHMEM_PMDMAPPED)
5047                                         * HPAGE_PMD_NR),
5048                         K(node_page_state(pgdat, NR_ANON_THPS) * HPAGE_PMD_NR),
5049 #endif
5050                         K(node_page_state(pgdat, NR_WRITEBACK_TEMP)),
5051                         K(node_page_state(pgdat, NR_UNSTABLE_NFS)),
5052                         pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES ?
5053                                 "yes" : "no");
5054         }
5055
5056         for_each_populated_zone(zone) {
5057                 int i;
5058
5059                 if (show_mem_node_skip(filter, zone_to_nid(zone), nodemask))
5060                         continue;
5061
5062                 free_pcp = 0;
5063                 for_each_online_cpu(cpu)
5064                         free_pcp += per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu)->pcp.count;
5065
5066                 show_node(zone);
5067                 printk(KERN_CONT
5068                         "%s"
5069                         " free:%lukB"
5070                         " min:%lukB"
5071                         " low:%lukB"
5072                         " high:%lukB"
5073                         " active_anon:%lukB"
5074                         " inactive_anon:%lukB"
5075                         " active_file:%lukB"
5076                         " inactive_file:%lukB"
5077                         " unevictable:%lukB"
5078                         " writepending:%lukB"
5079                         " present:%lukB"
5080                         " managed:%lukB"
5081                         " mlocked:%lukB"
5082                         " kernel_stack:%lukB"
5083                         " pagetables:%lukB"
5084                         " bounce:%lukB"
5085                         " free_pcp:%lukB"
5086                         " local_pcp:%ukB"
5087                         " free_cma:%lukB"
5088                         "\n",
5089                         zone->name,
5090                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
5091                         K(min_wmark_pages(zone)),
5092                         K(low_wmark_pages(zone)),
5093                         K(high_wmark_pages(zone)),
5094                         K(zone_page_state(zone, NR_ZONE_ACTIVE_ANON)),
5095                         K(zone_page_state(zone, NR_ZONE_INACTIVE_ANON)),
5096                         K(zone_page_state(zone, NR_ZONE_ACTIVE_FILE)),
5097                         K(zone_page_state(zone, NR_ZONE_INACTIVE_FILE)),
5098                         K(zone_page_state(zone, NR_ZONE_UNEVICTABLE)),
5099                         K(zone_page_state(zone, NR_ZONE_WRITE_PENDING)),
5100                         K(zone->present_pages),
5101                         K(zone_managed_pages(zone)),
5102                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
5103                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK_KB),
5104                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
5105                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
5106                         K(free_pcp),
5107                         K(this_cpu_read(zone->pageset->pcp.count)),
5108                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_CMA_PAGES)));
5109                 printk("lowmem_reserve[]:");
5110                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
5111                         printk(KERN_CONT " %ld", zone->lowmem_reserve[i]);
5112                 printk(KERN_CONT "\n");
5113         }
5114
5115         for_each_populated_zone(zone) {
5116                 unsigned int order;
5117                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, total = 0;
5118                 unsigned char types[MAX_ORDER];
5119
5120                 if (show_mem_node_skip(filter, zone_to_nid(zone), nodemask))
5121                         continue;
5122                 show_node(zone);
5123                 printk(KERN_CONT "%s: ", zone->name);
5124
5125                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5126                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
5127                         struct free_area *area = &zone->free_area[order];
5128                         int type;
5129
5130                         nr[order] = area->nr_free;
5131                         total += nr[order] << order;
5132
5133                         types[order] = 0;
5134                         for (type = 0; type < MIGRATE_TYPES; type++) {
5135                                 if (!list_empty(&area->free_list[type]))
5136                                         types[order] |= 1 << type;
5137                         }
5138                 }
5139                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5140                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
5141                         printk(KERN_CONT "%lu*%lukB ",
5142                                nr[order], K(1UL) << order);
5143                         if (nr[order])
5144                                 show_migration_types(types[order]);
5145                 }
5146                 printk(KERN_CONT "= %lukB\n", K(total));
5147         }
5148
5149         hugetlb_show_meminfo();
5150
5151         printk("%ld total pagecache pages\n", global_node_page_state(NR_FILE_PAGES));
5152
5153         show_swap_cache_info();
5154 }
5155
5156 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
5157 {
5158         zoneref->zone = zone;
5159         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
5160 }
5161
5162 /*
5163  * Builds allocation fallback zone lists.
5164  *
5165  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
5166  */
5167 static int build_zonerefs_node(pg_data_t *pgdat, struct zoneref *zonerefs)
5168 {
5169         struct zone *zone;
5170         enum zone_type zone_type = MAX_NR_ZONES;
5171         int nr_zones = 0;
5172
5173         do {
5174                 zone_type--;
5175                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
5176                 if (managed_zone(zone)) {
5177                         zoneref_set_zone(zone, &zonerefs[nr_zones++]);
5178                         check_highest_zone(zone_type);
5179                 }
5180         } while (zone_type);
5181
5182         return nr_zones;
5183 }
5184
5185 #ifdef CONFIG_NUMA
5186
5187 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
5188 {
5189         /*
5190          * We used to support different zonlists modes but they turned
5191          * out to be just not useful. Let's keep the warning in place
5192          * if somebody still use the cmd line parameter so that we do
5193          * not fail it silently
5194          */
5195         if (!(*s == 'd' || *s == 'D' || *s == 'n' || *s == 'N')) {
5196                 pr_warn("Ignoring unsupported numa_zonelist_order value:  %s\n", s);
5197                 return -EINVAL;
5198         }
5199         return 0;
5200 }
5201
5202 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
5203 {
5204         if (!s)
5205                 return 0;
5206
5207         return __parse_numa_zonelist_order(s);
5208 }
5209 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
5210
5211 char numa_zonelist_order[] = "Node";
5212
5213 /*
5214  * sysctl handler for numa_zonelist_order
5215  */
5216 int numa_zonelist_order_handler(struct ctl_table *table, int write,
5217                 void __user *buffer, size_t *length,
5218                 loff_t *ppos)
5219 {
5220         char *str;
5221         int ret;
5222
5223         if (!write)
5224                 return proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
5225         str = memdup_user_nul(buffer, 16);
5226         if (IS_ERR(str))
5227                 return PTR_ERR(str);
5228
5229         ret = __parse_numa_zonelist_order(str);
5230         kfree(str);
5231         return ret;
5232 }
5233
5234
5235 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
5236 static int node_load[MAX_NUMNODES];
5237
5238 /**
5239  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
5240  * @node: node whose fallback list we're appending
5241  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
5242  *
5243  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
5244  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
5245  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
5246  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
5247  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
5248  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
5249  * on them otherwise.
5250  * It returns -1 if no node is found.
5251  */
5252 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
5253 {
5254         int n, val;
5255         int min_val = INT_MAX;
5256         int best_node = NUMA_NO_NODE;
5257         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
5258
5259         /* Use the local node if we haven't already */
5260         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
5261                 node_set(node, *used_node_mask);
5262                 return node;
5263         }
5264
5265         for_each_node_state(n, N_MEMORY) {
5266
5267                 /* Don't want a node to appear more than once */
5268                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
5269                         continue;
5270
5271                 /* Use the distance array to find the distance */
5272                 val = node_distance(node, n);
5273
5274                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
5275                 val += (n < node);
5276
5277                 /* Give preference to headless and unused nodes */
5278                 tmp = cpumask_of_node(n);
5279                 if (!cpumask_empty(tmp))
5280                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
5281
5282                 /* Slight preference for less loaded node */
5283                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
5284                 val += node_load[n];
5285
5286                 if (val < min_val) {
5287                         min_val = val;
5288                         best_node = n;
5289                 }
5290         }
5291
5292         if (best_node >= 0)
5293                 node_set(best_node, *used_node_mask);
5294
5295         return best_node;
5296 }
5297
5298
5299 /*
5300  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
5301  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
5302  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
5303  */
5304 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int *node_order,
5305                 unsigned nr_nodes)
5306 {
5307         struct zoneref *zonerefs;
5308         int i;
5309
5310         zonerefs = pgdat->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK]._zonerefs;
5311
5312         for (i = 0; i < nr_nodes; i++) {
5313                 int nr_zones;
5314
5315                 pg_data_t *node = NODE_DATA(node_order[i]);
5316
5317                 nr_zones = build_zonerefs_node(node, zonerefs);
5318                 zonerefs += nr_zones;
5319         }
5320         zonerefs->zone = NULL;
5321         zonerefs->zone_idx = 0;
5322 }
5323
5324 /*
5325  * Build gfp_thisnode zonelists
5326  */
5327 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
5328 {
5329         struct zoneref *zonerefs;
5330         int nr_zones;
5331
5332         zonerefs = pgdat->node_zonelists[ZONELIST_NOFALLBACK]._zonerefs;
5333         nr_zones = build_zonerefs_node(pgdat, zonerefs);
5334         zonerefs += nr_zones;
5335         zonerefs->zone = NULL;
5336         zonerefs->zone_idx = 0;
5337 }
5338
5339 /*
5340  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
5341  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
5342  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
5343  * may still exist in local DMA zone.
5344  */
5345
5346 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
5347 {
5348         static int node_order[MAX_NUMNODES];
5349         int node, load, nr_nodes = 0;
5350         nodemask_t used_mask;
5351         int local_node, prev_node;
5352
5353         /* NUMA-aware ordering of nodes */
5354         local_node = pgdat->node_id;
5355         load = nr_online_nodes;
5356         prev_node = local_node;
5357         nodes_clear(used_mask);
5358
5359         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
5360         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
5361                 /*
5362                  * We don't want to pressure a particular node.
5363                  * So adding penalty to the first node in same
5364                  * distance group to make it round-robin.
5365                  */
5366                 if (node_distance(local_node, node) !=
5367                     node_distance(local_node, prev_node))
5368                         node_load[node] = load;
5369
5370                 node_order[nr_nodes++] = node;
5371                 prev_node = node;
5372                 load--;
5373         }
5374
5375         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node_order, nr_nodes);
5376         build_thisnode_zonelists(pgdat);
5377 }
5378
5379 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
5380 /*
5381  * Return node id of node used for "local" allocations.
5382  * I.e., first node id of first zone in arg node's generic zonelist.
5383  * Used for initializing percpu 'numa_mem', which is used primarily
5384  * for kernel allocations, so use GFP_KERNEL flags to locate zonelist.
5385  */
5386 int local_memory_node(int node)
5387 {
5388         struct zoneref *z;
5389
5390         z = first_zones_zonelist(node_zonelist(node, GFP_KERNEL),
5391                                    gfp_zone(GFP_KERNEL),
5392                                    NULL);
5393         return zone_to_nid(z->zone);
5394 }
5395 #endif
5396
5397 static void setup_min_unmapped_ratio(void);
5398 static void setup_min_slab_ratio(void);
5399 #else   /* CONFIG_NUMA */
5400
5401 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
5402 {
5403         int node, local_node;
5404         struct zoneref *zonerefs;
5405         int nr_zones;
5406
5407         local_node = pgdat->node_id;
5408
5409         zonerefs = pgdat->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK]._zonerefs;
5410         nr_zones = build_zonerefs_node(pgdat, zonerefs);
5411         zonerefs += nr_zones;
5412
5413         /*
5414          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
5415          * of all the other nodes.
5416          * We don't want to pressure a particular node, so when
5417          * building the zones for node N, we make sure that the
5418          * zones coming right after the local ones are those from
5419          * node N+1 (modulo N)
5420          */
5421         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
5422                 if (!node_online(node))
5423                         continue;
5424                 nr_zones = build_zonerefs_node(NODE_DATA(node), zonerefs);
5425                 zonerefs += nr_zones;
5426         }
5427         for (node = 0; node < local_node; node++) {
5428                 if (!node_online(node))
5429                         continue;
5430                 nr_zones = build_zonerefs_node(NODE_DATA(node), zonerefs);
5431                 zonerefs += nr_zones;
5432         }
5433
5434         zonerefs->zone = NULL;
5435         zonerefs->zone_idx = 0;
5436 }
5437
5438 #endif  /* CONFIG_NUMA */
5439
5440 /*
5441  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
5442  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
5443  * that an item put on a list will immediately be handed over to
5444  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
5445  * with interrupts disabled.
5446  *
5447  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
5448  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
5449  * hotplugged processors.
5450  *
5451  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
5452  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
5453  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
5454  */
5455 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
5456 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
5457 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_nodestat, boot_nodestats);
5458
5459 static void __build_all_zonelists(void *data)
5460 {
5461         int nid;
5462         int __maybe_unused cpu;
5463         pg_data_t *self = data;
5464         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
5465
5466         spin_lock(&lock);
5467
5468 #ifdef CONFIG_NUMA
5469         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
5470 #endif
5471
5472         /*
5473          * This node is hotadded and no memory is yet present.   So just
5474          * building zonelists is fine - no need to touch other nodes.
5475          */
5476         if (self && !node_online(self->node_id)) {
5477                 build_zonelists(self);
5478         } else {
5479                 for_each_online_node(nid) {
5480                         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
5481
5482                         build_zonelists(pgdat);
5483                 }
5484
5485 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
5486                 /*
5487                  * We now know the "local memory node" for each node--
5488                  * i.e., the node of the first zone in the generic zonelist.
5489                  * Set up numa_mem percpu variable for on-line cpus.  During
5490                  * boot, only the boot cpu should be on-line;  we'll init the
5491                  * secondary cpus' numa_mem as they come on-line.  During
5492                  * node/memory hotplug, we'll fixup all on-line cpus.
5493                  */
5494                 for_each_online_cpu(cpu)
5495                         set_cpu_numa_mem(cpu, local_memory_node(cpu_to_node(cpu)));
5496 #endif
5497         }
5498
5499         spin_unlock(&lock);
5500 }
5501
5502 static noinline void __init
5503 build_all_zonelists_init(void)
5504 {
5505         int cpu;
5506
5507         __build_all_zonelists(NULL);
5508
5509         /*
5510          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
5511          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
5512          * each zone will be allocated later when the per cpu
5513          * allocator is available.
5514          *
5515          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
5516          * cpus if the system is already booted because the pagesets
5517          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
5518          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
5519          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
5520          * (a chicken-egg dilemma).
5521          */
5522         for_each_possible_cpu(cpu)
5523                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
5524
5525         mminit_verify_zonelist();
5526         cpuset_init_current_mems_allowed();
5527 }
5528
5529 /*
5530  * unless system_state == SYSTEM_BOOTING.
5531  *
5532  * __ref due to call of __init annotated helper build_all_zonelists_init
5533  * [protected by SYSTEM_BOOTING].
5534  */
5535 void __ref build_all_zonelists(pg_data_t *pgdat)
5536 {
5537         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
5538                 build_all_zonelists_init();
5539         } else {
5540                 __build_all_zonelists(pgdat);
5541                 /* cpuset refresh routine should be here */
5542         }
5543         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
5544         /*
5545          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
5546          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
5547          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
5548          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
5549          * disabled and enable it later
5550          */
5551         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
5552                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
5553         else
5554                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
5555
5556         pr_info("Built %i zonelists, mobility grouping %s.  Total pages: %ld\n",
5557                 nr_online_nodes,
5558                 page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
5559                 vm_total_pages);
5560 #ifdef CONFIG_NUMA
5561         pr_info("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
5562 #endif
5563 }
5564
5565 /* If zone is ZONE_MOVABLE but memory is mirrored, it is an overlapped init */
5566 static bool __meminit
5567 overlap_memmap_init(unsigned long zone, unsigned long *pfn)
5568 {
5569 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
5570         static struct memblock_region *r;
5571
5572         if (mirrored_kernelcore && zone == ZONE_MOVABLE) {
5573                 if (!r || *pfn >= memblock_region_memory_end_pfn(r)) {
5574                         for_each_memblock(memory, r) {
5575                                 if (*pfn < memblock_region_memory_end_pfn(r))
5576                                         break;
5577                         }
5578                 }
5579                 if (*pfn >= memblock_region_memory_base_pfn(r) &&
5580                     memblock_is_mirror(r)) {
5581                         *pfn = memblock_region_memory_end_pfn(r);
5582                         return true;
5583                 }
5584         }
5585 #endif
5586         return false;
5587 }
5588
5589 /*
5590  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
5591  * up by memblock_free_all() once the early boot process is
5592  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
5593  */
5594 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
5595                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context,
5596                 struct vmem_altmap *altmap)
5597 {
5598         unsigned long pfn, end_pfn = start_pfn + size;
5599         struct page *page;
5600
5601         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
5602                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
5603
5604 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
5605         /*
5606          * Honor reservation requested by the driver for this ZONE_DEVICE
5607          * memory. We limit the total number of pages to initialize to just
5608          * those that might contain the memory mapping. We will defer the
5609          * ZONE_DEVICE page initialization until after we have released
5610          * the hotplug lock.
5611          */
5612         if (zone == ZONE_DEVICE) {
5613                 if (!altmap)
5614                         return;
5615
5616                 if (start_pfn == altmap->base_pfn)
5617                         start_pfn += altmap->reserve;
5618                 end_pfn = altmap->base_pfn + vmem_altmap_offset(altmap);
5619         }
5620 #endif
5621
5622         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
5623                 /*
5624                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s handed to this
5625                  * function.  They do not exist on hotplugged memory.
5626                  */
5627                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
5628                         if (!early_pfn_valid(pfn))
5629                                 continue;
5630                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
5631                                 continue;
5632                         if (overlap_memmap_init(zone, &pfn))
5633                                 continue;
5634                         if (defer_init(nid, pfn, end_pfn))
5635                                 break;
5636                 }
5637
5638                 page = pfn_to_page(pfn);
5639                 __init_single_page(page, pfn, zone, nid);
5640                 if (context == MEMMAP_HOTPLUG)
5641                         __SetPageReserved(page);
5642
5643                 /*
5644                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
5645                  * movable at startup. This will force kernel allocations
5646                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
5647                  * the address space during boot when many long-lived
5648                  * kernel allocations are made.
5649                  *
5650                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
5651                  * can be created for invalid pages (for alignment)
5652                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
5653                  * pfn out of zone.
5654                  */
5655                 if (!(pfn & (pageblock_nr_pages - 1))) {
5656                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
5657                         cond_resched();
5658                 }
5659         }
5660 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5661         /*
5662          * If the zone does not span the rest of the section then
5663          * we should at least initialize those pages. Otherwise we
5664          * could blow up on a poisoned page in some paths which depend
5665          * on full sections being initialized (e.g. memory hotplug).
5666          */
5667         while (end_pfn % PAGES_PER_SECTION) {
5668                 __init_single_page(pfn_to_page(end_pfn), end_pfn, zone, nid);
5669                 end_pfn++;
5670         }
5671 #endif
5672 }
5673
5674 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
5675 void __ref memmap_init_zone_device(struct zone *zone,
5676                                    unsigned long start_pfn,
5677                                    unsigned long size,
5678                                    struct dev_pagemap *pgmap)
5679 {
5680         unsigned long pfn, end_pfn = start_pfn + size;
5681         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
5682         unsigned long zone_idx = zone_idx(zone);
5683         unsigned long start = jiffies;
5684         int nid = pgdat->node_id;
5685
5686         if (WARN_ON_ONCE(!pgmap || !is_dev_zone(zone)))
5687                 return;
5688
5689         /*
5690          * The call to memmap_init_zone should have already taken care
5691          * of the pages reserved for the memmap, so we can just jump to
5692          * the end of that region and start processing the device pages.
5693          */
5694         if (pgmap->altmap_valid) {
5695                 struct vmem_altmap *altmap = &pgmap->altmap;
5696
5697                 start_pfn = altmap->base_pfn + vmem_altmap_offset(altmap);
5698                 size = end_pfn - start_pfn;
5699         }
5700
5701         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
5702                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
5703
5704                 __init_single_page(page, pfn, zone_idx, nid);
5705
5706                 /*
5707                  * Mark page reserved as it will need to wait for onlining
5708                  * phase for it to be fully associated with a zone.
5709                  *
5710                  * We can use the non-atomic __set_bit operation for setting
5711                  * the flag as we are still initializing the pages.
5712                  */
5713                 __SetPageReserved(page);
5714
5715                 /*
5716                  * ZONE_DEVICE pages union ->lru with a ->pgmap back
5717                  * pointer and hmm_data.  It is a bug if a ZONE_DEVICE
5718                  * page is ever freed or placed on a driver-private list.
5719                  */
5720                 page->pgmap = pgmap;
5721                 page->hmm_data = 0;
5722
5723                 /*
5724                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
5725                  * movable at startup. This will force kernel allocations
5726                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
5727                  * the address space during boot when many long-lived
5728                  * kernel allocations are made.
5729                  *
5730                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
5731                  * can be created for invalid pages (for alignment)
5732                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
5733                  * pfn out of zone.
5734                  *
5735                  * Please note that MEMMAP_HOTPLUG path doesn't clear memmap
5736                  * because this is done early in sparse_add_one_section
5737                  */
5738                 if (!(pfn & (pageblock_nr_pages - 1))) {
5739                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
5740                         cond_resched();
5741                 }
5742         }
5743
5744         pr_info("%s initialised, %lu pages in %ums\n", dev_name(pgmap->dev),
5745                 size, jiffies_to_msecs(jiffies - start));
5746 }
5747
5748 #endif
5749 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
5750 {
5751         unsigned int order, t;
5752         for_each_migratetype_order(order, t) {
5753                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
5754                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
5755         }
5756 }
5757
5758 void __meminit __weak memmap_init(unsigned long size, int nid,
5759                                   unsigned long zone, unsigned long start_pfn)
5760 {
5761         memmap_init_zone(size, nid, zone, start_pfn, MEMMAP_EARLY, NULL);
5762 }
5763
5764 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
5765 {
5766 #ifdef CONFIG_MMU
5767         int batch;
5768
5769         /*
5770          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
5771          * size of the zone.
5772          */
5773         batch = zone_managed_pages(zone) / 1024;
5774         /* But no more than a meg. */
5775         if (batch * PAGE_SIZE > 1024 * 1024)
5776                 batch = (1024 * 1024) / PAGE_SIZE;
5777         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
5778         if (batch < 1)
5779                 batch = 1;
5780
5781         /*
5782          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
5783          * of 2 value was found to be more likely to have
5784          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
5785          *
5786          * For example if 2 tasks are alternately allocating
5787          * batches of pages, one task can end up with a lot
5788          * of pages of one half of the possible page colors
5789          * and the other with pages of the other colors.
5790          */
5791         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
5792
5793         return batch;
5794
5795 #else
5796         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
5797          * conditions.
5798          *
5799          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
5800          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
5801          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
5802          *
5803          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
5804          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
5805          * can be a significant delay between the individual batches being
5806          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
5807          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
5808          */
5809         return 0;
5810 #endif
5811 }
5812
5813 /*
5814  * pcp->high and pcp->batch values are related and dependent on one another:
5815  * ->batch must never be higher then ->high.
5816  * The following function updates them in a safe manner without read side
5817  * locking.
5818  *
5819  * Any new users of pcp->batch and pcp->high should ensure they can cope with
5820  * those fields changing asynchronously (acording the the above rule).
5821  *
5822  * mutex_is_locked(&pcp_batch_high_lock) required when calling this function
5823  * outside of boot time (or some other assurance that no concurrent updaters
5824  * exist).
5825  */
5826 static void pageset_update(struct per_cpu_pages *pcp, unsigned long high,
5827                 unsigned long batch)
5828 {
5829        /* start with a fail safe value for batch */
5830         pcp->batch = 1;
5831         smp_wmb();
5832
5833        /* Update high, then batch, in order */
5834         pcp->high = high;
5835         smp_wmb();
5836
5837         pcp->batch = batch;
5838 }
5839
5840 /* a companion to pageset_set_high() */
5841 static void pageset_set_batch(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
5842 {
5843         pageset_update(&p->pcp, 6 * batch, max(1UL, 1 * batch));
5844 }
5845
5846 static void pageset_init(struct per_cpu_pageset *p)
5847 {
5848         struct per_cpu_pages *pcp;
5849         int migratetype;
5850
5851         memset(p, 0, sizeof(*p));
5852
5853         pcp = &p->pcp;
5854         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
5855                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
5856 }
5857
5858 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
5859 {
5860         pageset_init(p);
5861         pageset_set_batch(p, batch);
5862 }
5863
5864 /*
5865  * pageset_set_high() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
5866  * to the value high for the pageset p.
5867  */
5868 static void pageset_set_high(struct per_cpu_pageset *p,
5869                                 unsigned long high)
5870 {
5871         unsigned long batch = max(1UL, high / 4);
5872         if ((high / 4) > (PAGE_SHIFT * 8))
5873                 batch = PAGE_SHIFT * 8;
5874
5875         pageset_update(&p->pcp, high, batch);
5876 }
5877
5878 static void pageset_set_high_and_batch(struct zone *zone,
5879                                        struct per_cpu_pageset *pcp)
5880 {
5881         if (percpu_pagelist_fraction)
5882                 pageset_set_high(pcp,
5883                         (zone_managed_pages(zone) /
5884                                 percpu_pagelist_fraction));
5885         else
5886                 pageset_set_batch(pcp, zone_batchsize(zone));
5887 }
5888
5889 static void __meminit zone_pageset_init(struct zone *zone, int cpu)
5890 {
5891         struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
5892
5893         pageset_init(pcp);
5894         pageset_set_high_and_batch(zone, pcp);
5895 }
5896
5897 void __meminit setup_zone_pageset(struct zone *zone)
5898 {
5899         int cpu;
5900         zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
5901         for_each_possible_cpu(cpu)
5902                 zone_pageset_init(zone, cpu);
5903 }
5904
5905 /*
5906  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
5907  * Before this call only boot pagesets were available.
5908  */
5909 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
5910 {
5911         struct pglist_data *pgdat;
5912         struct zone *zone;
5913
5914         for_each_populated_zone(zone)
5915                 setup_zone_pageset(zone);
5916
5917         for_each_online_pgdat(pgdat)
5918                 pgdat->per_cpu_nodestats =
5919                         alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
5920 }
5921
5922 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
5923 {
5924         /*
5925          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
5926          * relies on the ability of the linker to provide the
5927          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
5928          */
5929         zone->pageset = &boot_pageset;
5930
5931         if (populated_zone(zone))
5932                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
5933                         zone->name, zone->present_pages,
5934                                          zone_batchsize(zone));
5935 }
5936
5937 void __meminit init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
5938                                         unsigned long zone_start_pfn,
5939                                         unsigned long size)
5940 {
5941         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
5942         int zone_idx = zone_idx(zone) + 1;
5943
5944         if (zone_idx > pgdat->nr_zones)
5945                 pgdat->nr_zones = zone_idx;
5946
5947         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
5948
5949         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
5950                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
5951                         pgdat->node_id,
5952                         (unsigned long)zone_idx(zone),
5953                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
5954
5955         zone_init_free_lists(zone);
5956         zone->initialized = 1;
5957 }
5958
5959 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
5960 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
5961
5962 /*
5963  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
5964  */
5965 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
5966                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
5967 {
5968         unsigned long start_pfn, end_pfn;
5969         int nid;
5970
5971         if (state->last_start <= pfn && pfn < state->last_end)
5972                 return state->last_nid;
5973
5974         nid = memblock_search_pfn_nid(pfn, &start_pfn, &end_pfn);
5975         if (nid != -1) {
5976                 state->last_start = start_pfn;
5977                 state->last_end = end_pfn;
5978                 state->last_nid = nid;
5979         }
5980
5981         return nid;
5982 }
5983 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
5984
5985 /**
5986  * free_bootmem_with_active_regions - Call memblock_free_early_nid for each active range
5987  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
5988  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to memblock_free_early_nid
5989  *
5990  * If an architecture guarantees that all ranges registered contain no holes
5991  * and may be freed, this this function may be used instead of calling
5992  * memblock_free_early_nid() manually.
5993  */
5994 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid, unsigned long max_low_pfn)
5995 {
5996         unsigned long start_pfn, end_pfn;
5997         int i, this_nid;
5998
5999         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, &this_nid) {
6000                 start_pfn = min(start_pfn, max_low_pfn);
6001                 end_pfn = min(end_pfn, max_low_pfn);
6002
6003                 if (start_pfn < end_pfn)
6004                         memblock_free_early_nid(PFN_PHYS(start_pfn),
6005                                         (end_pfn - start_pfn) << PAGE_SHIFT,
6006                                         this_nid);
6007         }
6008 }
6009
6010 /**
6011  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
6012  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
6013  *
6014  * If an architecture guarantees that all ranges registered contain no holes and may
6015  * be freed, this function may be used instead of calling memory_present() manually.
6016  */
6017 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
6018 {
6019         unsigned long start_pfn, end_pfn;
6020         int i, this_nid;
6021
6022         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, &this_nid)
6023                 memory_present(this_nid, start_pfn, end_pfn);
6024 }
6025
6026 /**
6027  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
6028  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
6029  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
6030  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
6031  *
6032  * It returns the start and end page frame of a node based on information
6033  * provided by memblock_set_node(). If called for a node
6034  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
6035  * PFNs will be 0.
6036  */
6037 void __init get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
6038                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
6039 {
6040         unsigned long this_start_pfn, this_end_pfn;
6041         int i;
6042
6043         *start_pfn = -1UL;
6044         *end_pfn = 0;
6045
6046         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &this_start_pfn, &this_end_pfn, NULL) {
6047                 *start_pfn = min(*start_pfn, this_start_pfn);
6048                 *end_pfn = max(*end_pfn, this_end_pfn);
6049         }
6050
6051         if (*start_pfn == -1UL)
6052                 *start_pfn = 0;
6053 }
6054
6055 /*
6056  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
6057  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
6058  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
6059  */
6060 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
6061 {
6062         int zone_index;
6063         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
6064                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
6065                         continue;
6066
6067                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
6068                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
6069                         break;
6070         }
6071
6072         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
6073         movable_zone = zone_index;
6074 }
6075
6076 /*
6077  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
6078  * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
6079  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
6080  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
6081  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
6082  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
6083  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
6084  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
6085  */
6086 static void __init adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
6087                                         unsigned long zone_type,
6088                                         unsigned long node_start_pfn,
6089                                         unsigned long node_end_pfn,
6090                                         unsigned long *zone_start_pfn,
6091                                         unsigned long *zone_end_pfn)
6092 {
6093         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
6094         if (zone_movable_pfn[nid]) {
6095                 /* Size ZONE_MOVABLE */
6096                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
6097                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
6098                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
6099                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
6100
6101                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
6102                 } else if (!mirrored_kernelcore &&
6103                         *zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
6104                         *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
6105                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
6106
6107                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
6108                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
6109                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
6110         }
6111 }
6112
6113 /*
6114  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
6115  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
6116  */
6117 static unsigned long __init zone_spanned_pages_in_node(int nid,
6118                                         unsigned long zone_type,
6119                                         unsigned long node_start_pfn,
6120                                         unsigned long node_end_pfn,
6121                                         unsigned long *zone_start_pfn,
6122                                         unsigned long *zone_end_pfn,
6123                                         unsigned long *ignored)
6124 {
6125         /* When hotadd a new node from cpu_up(), the node should be empty */
6126         if (!node_start_pfn && !node_end_pfn)
6127                 return 0;
6128
6129         /* Get the start and end of the zone */
6130         *zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
6131         *zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
6132         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
6133                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
6134                                 zone_start_pfn, zone_end_pfn);
6135
6136         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
6137         if (*zone_end_pfn < node_start_pfn || *zone_start_pfn > node_end_pfn)
6138                 return 0;
6139
6140         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
6141         *zone_end_pfn = min(*zone_end_pfn, node_end_pfn);
6142         *zone_start_pfn = max(*zone_start_pfn, node_start_pfn);
6143
6144         /* Return the spanned pages */
6145         return *zone_end_pfn - *zone_start_pfn;
6146 }
6147
6148 /*
6149  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
6150  * then all holes in the requested range will be accounted for.
6151  */
6152 unsigned long __init __absent_pages_in_range(int nid,
6153                                 unsigned long range_start_pfn,
6154                                 unsigned long range_end_pfn)
6155 {
6156         unsigned long nr_absent = range_end_pfn - range_start_pfn;
6157         unsigned long start_pfn, end_pfn;
6158         int i;
6159
6160         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
6161                 start_pfn = clamp(start_pfn, range_start_pfn, range_end_pfn);
6162                 end_pfn = clamp(end_pfn, range_start_pfn, range_end_pfn);
6163                 nr_absent -= end_pfn - start_pfn;
6164         }
6165         return nr_absent;
6166 }
6167
6168 /**
6169  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
6170  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
6171  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
6172  *
6173  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
6174  */
6175 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
6176                                                         unsigned long end_pfn)
6177 {
6178         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
6179 }
6180
6181 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
6182 static unsigned long __init zone_absent_pages_in_node(int nid,
6183                                         unsigned long zone_type,
6184                                         unsigned long node_start_pfn,
6185                                         unsigned long node_end_pfn,
6186                                         unsigned long *ignored)
6187 {
6188         unsigned long zone_low = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
6189         unsigned long zone_high = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
6190         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
6191         unsigned long nr_absent;
6192
6193         /* When hotadd a new node from cpu_up(), the node should be empty */
6194         if (!node_start_pfn && !node_end_pfn)
6195                 return 0;
6196
6197         zone_start_pfn = clamp(node_start_pfn, zone_low, zone_high);
6198         zone_end_pfn = clamp(node_end_pfn, zone_low, zone_high);
6199
6200         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
6201                         node_start_pfn, node_end_pfn,
6202                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
6203         nr_absent = __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
6204
6205         /*
6206          * ZONE_MOVABLE handling.
6207          * Treat pages to be ZONE_MOVABLE in ZONE_NORMAL as absent pages
6208          * and vice versa.
6209          */
6210         if (mirrored_kernelcore && zone_movable_pfn[nid]) {
6211                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
6212                 struct memblock_region *r;
6213
6214                 for_each_memblock(memory, r) {
6215                         start_pfn = clamp(memblock_region_memory_base_pfn(r),
6216                                           zone_start_pfn, zone_end_pfn);
6217                         end_pfn = clamp(memblock_region_memory_end_pfn(r),
6218                                         zone_start_pfn, zone_end_pfn);
6219
6220                         if (zone_type == ZONE_MOVABLE &&
6221                             memblock_is_mirror(r))
6222                                 nr_absent += end_pfn - start_pfn;
6223
6224                         if (zone_type == ZONE_NORMAL &&
6225                             !memblock_is_mirror(r))
6226                                 nr_absent += end_pfn - start_pfn;
6227                 }
6228         }
6229
6230         return nr_absent;
6231 }
6232
6233 #else /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
6234 static inline unsigned long __init zone_spanned_pages_in_node(int nid,
6235                                         unsigned long zone_type,
6236                                         unsigned long node_start_pfn,
6237                                         unsigned long node_end_pfn,
6238                                         unsigned long *zone_start_pfn,
6239                                         unsigned long *zone_end_pfn,
6240                                         unsigned long *zones_size)
6241 {
6242         unsigned int zone;
6243
6244         *zone_start_pfn = node_start_pfn;
6245         for (zone = 0; zone < zone_type; zone++)
6246                 *zone_start_pfn += zones_size[zone];
6247
6248         *zone_end_pfn = *zone_start_pfn + zones_size[zone_type];
6249
6250         return zones_size[zone_type];
6251 }
6252
6253 static inline unsigned long __init zone_absent_pages_in_node(int nid,
6254                                                 unsigned long zone_type,
6255                                                 unsigned long node_start_pfn,
6256                                                 unsigned long node_end_pfn,
6257                                                 unsigned long *zholes_size)
6258 {
6259         if (!zholes_size)
6260                 return 0;
6261
6262         return zholes_size[zone_type];
6263 }
6264
6265 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
6266
6267 static void __init calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
6268                                                 unsigned long node_start_pfn,
6269                                                 unsigned long node_end_pfn,
6270                                                 unsigned long *zones_size,
6271                                                 unsigned long *zholes_size)
6272 {
6273         unsigned long realtotalpages = 0, totalpages = 0;
6274         enum zone_type i;
6275
6276         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
6277                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
6278                 unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
6279                 unsigned long size, real_size;
6280
6281                 size = zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
6282                                                   node_start_pfn,
6283                                                   node_end_pfn,
6284                                                   &zone_start_pfn,
6285                                                   &zone_end_pfn,
6286                                                   zones_size);
6287                 real_size = size - zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
6288                                                   node_start_pfn, node_end_pfn,
6289                                                   zholes_size);
6290                 if (size)
6291                         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
6292                 else
6293                         zone->zone_start_pfn = 0;
6294                 zone->spanned_pages = size;
6295                 zone->present_pages = real_size;
6296
6297                 totalpages += size;
6298                 realtotalpages += real_size;
6299         }
6300
6301         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
6302         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
6303         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
6304                                                         realtotalpages);
6305 }
6306
6307 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
6308 /*
6309  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
6310  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
6311  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
6312  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
6313  * bytes.
6314  */
6315 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zone_start_pfn, unsigned long zonesize)
6316 {
6317         unsigned long usemapsize;
6318
6319         zonesize += zone_start_pfn & (pageblock_nr_pages-1);
6320         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
6321         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
6322         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
6323         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
6324
6325         return usemapsize / 8;
6326 }
6327
6328 static void __ref setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
6329                                 struct zone *zone,
6330                                 unsigned long zone_start_pfn,
6331                                 unsigned long zonesize)
6332 {
6333         unsigned long usemapsize = usemap_size(zone_start_pfn, zonesize);
6334         zone->pageblock_flags = NULL;
6335         if (usemapsize)
6336                 zone->pageblock_flags =
6337                         memblock_alloc_node_nopanic(usemapsize,
6338                                                          pgdat->node_id);
6339 }
6340 #else
6341 static inline void setup_usemap(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
6342                                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long zonesize) {}
6343 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
6344
6345 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
6346
6347 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
6348 void __init set_pageblock_order(void)
6349 {
6350         unsigned int order;
6351
6352         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
6353         if (pageblock_order)
6354                 return;
6355
6356         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
6357                 order = HUGETLB_PAGE_ORDER;
6358         else
6359                 order = MAX_ORDER - 1;
6360
6361         /*
6362          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
6363          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64 and
6364          * powerpc.
6365          */
6366         pageblock_order = order;
6367 }
6368 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
6369
6370 /*
6371  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
6372  * is unused as pageblock_order is set at compile-time. See
6373  * include/linux/pageblock-flags.h for the values of pageblock_order based on
6374  * the kernel config
6375  */
6376 void __init set_pageblock_order(void)
6377 {
6378 }
6379
6380 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
6381
6382 static unsigned long __init calc_memmap_size(unsigned long spanned_pages,
6383                                                 unsigned long present_pages)
6384 {
6385         unsigned long pages = spanned_pages;
6386
6387         /*
6388          * Provide a more accurate estimation if there are holes within
6389          * the zone and SPARSEMEM is in use. If there are holes within the
6390          * zone, each populated memory region may cost us one or two extra
6391          * memmap pages due to alignment because memmap pages for each
6392          * populated regions may not be naturally aligned on page boundary.
6393          * So the (present_pages >> 4) heuristic is a tradeoff for that.
6394          */
6395         if (spanned_pages > present_pages + (present_pages >> 4) &&
6396             IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM))
6397                 pages = present_pages;
6398
6399         return PAGE_ALIGN(pages * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
6400 }
6401
6402 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6403 static void pgdat_init_split_queue(struct pglist_data *pgdat)
6404 {
6405         spin_lock_init(&pgdat->split_queue_lock);
6406         INIT_LIST_HEAD(&pgdat->split_queue);
6407         pgdat->split_queue_len = 0;
6408 }
6409 #else
6410 static void pgdat_init_split_queue(struct pglist_data *pgdat) {}
6411 #endif
6412
6413 #ifdef CONFIG_COMPACTION
6414 static void pgdat_init_kcompactd(struct pglist_data *pgdat)
6415 {
6416         init_waitqueue_head(&pgdat->kcompactd_wait);
6417 }
6418 #else
6419 static void pgdat_init_kcompactd(struct pglist_data *pgdat) {}
6420 #endif
6421
6422 static void __meminit pgdat_init_internals(struct pglist_data *pgdat)
6423 {
6424         pgdat_resize_init(pgdat);
6425
6426         pgdat_init_split_queue(pgdat);
6427         pgdat_init_kcompactd(pgdat);
6428
6429         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
6430         init_waitqueue_head(&pgdat->pfmemalloc_wait);
6431
6432         pgdat_page_ext_init(pgdat);
6433         spin_lock_init(&pgdat->lru_lock);
6434         lruvec_init(node_lruvec(pgdat));
6435 }
6436
6437 static void __meminit zone_init_internals(struct zone *zone, enum zone_type idx, int nid,
6438                                                         unsigned long remaining_pages)
6439 {
6440         atomic_long_set(&zone->managed_pages, remaining_pages);
6441         zone_set_nid(zone, nid);
6442         zone->name = zone_names[idx];
6443         zone->zone_pgdat = NODE_DATA(nid);
6444         spin_lock_init(&zone->lock);
6445         zone_seqlock_init(zone);
6446         zone_pcp_init(zone);
6447 }
6448
6449 /*
6450  * Set up the zone data structures
6451  * - init pgdat internals
6452  * - init all zones belonging to this node
6453  *
6454  * NOTE: this function is only called during memory hotplug
6455  */
6456 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
6457 void __ref free_area_init_core_hotplug(int nid)
6458 {
6459         enum zone_type z;
6460         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
6461
6462         pgdat_init_internals(pgdat);
6463         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++)
6464                 zone_init_internals(&pgdat->node_zones[z], z, nid, 0);
6465 }
6466 #endif
6467
6468 /*
6469  * Set up the zone data structures:
6470  *   - mark all pages reserved
6471  *   - mark all memory queues empty
6472  *   - clear the memory bitmaps
6473  *
6474  * NOTE: pgdat should get zeroed by caller.
6475  * NOTE: this function is only called during early init.
6476  */
6477 static void __init free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat)
6478 {
6479         enum zone_type j;
6480         int nid = pgdat->node_id;
6481
6482         pgdat_init_internals(pgdat);
6483         pgdat->per_cpu_nodestats = &boot_nodestats;
6484
6485         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
6486                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
6487                 unsigned long size, freesize, memmap_pages;
6488                 unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
6489
6490                 size = zone->spanned_pages;
6491                 freesize = zone->present_pages;
6492
6493                 /*
6494                  * Adjust freesize so that it accounts for how much memory
6495                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
6496                  * and per-cpu initialisations
6497                  */
6498                 memmap_pages = calc_memmap_size(size, freesize);
6499                 if (!is_highmem_idx(j)) {
6500                         if (freesize >= memmap_pages) {
6501                                 freesize -= memmap_pages;
6502                                 if (memmap_pages)
6503                                         printk(KERN_DEBUG
6504                                                "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
6505                                                zone_names[j], memmap_pages);
6506                         } else
6507                                 pr_warn("  %s zone: %lu pages exceeds freesize %lu\n",
6508                                         zone_names[j], memmap_pages, freesize);
6509                 }
6510
6511                 /* Account for reserved pages */
6512                 if (j == 0 && freesize > dma_reserve) {
6513                         freesize -= dma_reserve;
6514                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
6515                                         zone_names[0], dma_reserve);
6516                 }
6517
6518                 if (!is_highmem_idx(j))
6519                         nr_kernel_pages += freesize;
6520                 /* Charge for highmem memmap if there are enough kernel pages */
6521                 else if (nr_kernel_pages > memmap_pages * 2)
6522                         nr_kernel_pages -= memmap_pages;
6523                 nr_all_pages += freesize;
6524
6525                 /*
6526                  * Set an approximate value for lowmem here, it will be adjusted
6527                  * when the bootmem allocator frees pages into the buddy system.
6528                  * And all highmem pages will be managed by the buddy system.
6529                  */
6530                 zone_init_internals(zone, j, nid, freesize);
6531
6532                 if (!size)
6533                         continue;
6534
6535                 set_pageblock_order();
6536                 setup_usemap(pgdat, zone, zone_start_pfn, size);
6537                 init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
6538                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
6539         }
6540 }
6541
6542 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
6543 static void __ref alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
6544 {
6545         unsigned long __maybe_unused start = 0;
6546         unsigned long __maybe_unused offset = 0;
6547
6548         /* Skip empty nodes */
6549         if (!pgdat->node_spanned_pages)
6550                 return;
6551
6552         start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
6553         offset = pgdat->node_start_pfn - start;
6554         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
6555         if (!pgdat->node_mem_map) {
6556                 unsigned long size, end;
6557                 struct page *map;
6558
6559                 /*
6560                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
6561                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
6562                  * for the buddy allocator to function correctly.
6563                  */
6564                 end = pgdat_end_pfn(pgdat);
6565                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
6566                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
6567                 map = memblock_alloc_node_nopanic(size, pgdat->node_id);
6568                 pgdat->node_mem_map = map + offset;
6569         }
6570         pr_debug("%s: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
6571                                 __func__, pgdat->node_id, (unsigned long)pgdat,
6572                                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
6573 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
6574         /*
6575          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
6576          */
6577         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
6578                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
6579 #if defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) || defined(CONFIG_FLATMEM)
6580                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
6581                         mem_map -= offset;
6582 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
6583         }
6584 #endif
6585 }
6586 #else
6587 static void __ref alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat) { }
6588 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
6589
6590 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
6591 static inline void pgdat_set_deferred_range(pg_data_t *pgdat)
6592 {
6593         pgdat->first_deferred_pfn = ULONG_MAX;
6594 }
6595 #else
6596 static inline void pgdat_set_deferred_range(pg_data_t *pgdat) {}
6597 #endif
6598
6599 void __init free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
6600                                    unsigned long node_start_pfn,
6601                                    unsigned long *zholes_size)
6602 {
6603         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
6604         unsigned long start_pfn = 0;
6605         unsigned long end_pfn = 0;
6606
6607         /* pg_data_t should be reset to zero when it's allocated */
6608         WARN_ON(pgdat->nr_zones || pgdat->kswapd_classzone_idx);
6609
6610         pgdat->node_id = nid;
6611         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
6612         pgdat->per_cpu_nodestats = NULL;
6613 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
6614         get_pfn_range_for_nid(nid, &start_pfn, &end_pfn);
6615         pr_info("Initmem setup node %d [mem %#018Lx-%#018Lx]\n", nid,
6616                 (u64)start_pfn << PAGE_SHIFT,
6617                 end_pfn ? ((u64)end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1 : 0);
6618 #else
6619         start_pfn = node_start_pfn;
6620 #endif
6621         calculate_node_totalpages(pgdat, start_pfn, end_pfn,
6622                                   zones_size, zholes_size);
6623
6624         alloc_node_mem_map(pgdat);
6625         pgdat_set_deferred_range(pgdat);
6626
6627         free_area_init_core(pgdat);
6628 }
6629
6630 #if !defined(CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP)
6631 /*
6632  * Zero all valid struct pages in range [spfn, epfn), return number of struct
6633  * pages zeroed
6634  */
6635 static u64 zero_pfn_range(unsigned long spfn, unsigned long epfn)
6636 {
6637         unsigned long pfn;
6638         u64 pgcnt = 0;
6639
6640         for (pfn = spfn; pfn < epfn; pfn++) {
6641                 if (!pfn_valid(ALIGN_DOWN(pfn, pageblock_nr_pages))) {
6642                         pfn = ALIGN_DOWN(pfn, pageblock_nr_pages)
6643                                 + pageblock_nr_pages - 1;
6644                         continue;
6645                 }
6646                 mm_zero_struct_page(pfn_to_page(pfn));
6647                 pgcnt++;
6648         }
6649
6650         return pgcnt;
6651 }
6652
6653 /*
6654  * Only struct pages that are backed by physical memory are zeroed and
6655  * initialized by going through __init_single_page(). But, there are some
6656  * struct pages which are reserved in memblock allocator and their fields
6657  * may be accessed (for example page_to_pfn() on some configuration accesses
6658  * flags). We must explicitly zero those struct pages.
6659  *
6660  * This function also addresses a similar issue where struct pages are left
6661  * uninitialized because the physical address range is not covered by
6662  * memblock.memory or memblock.reserved. That could happen when memblock
6663  * layout is manually configured via memmap=.
6664  */
6665 void __init zero_resv_unavail(void)
6666 {
6667         phys_addr_t start, end;
6668         u64 i, pgcnt;
6669         phys_addr_t next = 0;
6670
6671         /*
6672          * Loop through unavailable ranges not covered by memblock.memory.
6673          */
6674         pgcnt = 0;
6675         for_each_mem_range(i, &memblock.memory, NULL,
6676                         NUMA_NO_NODE, MEMBLOCK_NONE, &start, &end, NULL) {
6677                 if (next < start)
6678                         pgcnt += zero_pfn_range(PFN_DOWN(next), PFN_UP(start));
6679                 next = end;
6680         }
6681         pgcnt += zero_pfn_range(PFN_DOWN(next), max_pfn);
6682
6683         /*
6684          * Struct pages that do not have backing memory. This could be because
6685          * firmware is using some of this memory, or for some other reasons.
6686          */
6687         if (pgcnt)
6688                 pr_info("Zeroed struct page in unavailable ranges: %lld pages", pgcnt);
6689 }
6690 #endif /* !CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
6691
6692 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
6693
6694 #if MAX_NUMNODES > 1
6695 /*
6696  * Figure out the number of possible node ids.
6697  */
6698 void __init setup_nr_node_ids(void)
6699 {
6700         unsigned int highest;
6701
6702         highest = find_last_bit(node_possible_map.bits, MAX_NUMNODES);
6703         nr_node_ids = highest + 1;
6704 }
6705 #endif
6706
6707 /**
6708  * node_map_pfn_alignment - determine the maximum internode alignment
6709  *
6710  * This function should be called after node map is populated and sorted.
6711  * It calculates the maximum power of two alignment which can distinguish
6712  * all the nodes.
6713  *
6714  * For example, if all nodes are 1GiB and aligned to 1GiB, the return value
6715  * would indicate 1GiB alignment with (1 << (30 - PAGE_SHIFT)).  If the
6716  * nodes are shifted by 256MiB, 256MiB.  Note that if only the last node is
6717  * shifted, 1GiB is enough and this function will indicate so.
6718  *
6719  * This is used to test whether pfn -> nid mapping of the chosen memory
6720  * model has fine enough granularity to avoid incorrect mapping for the
6721  * populated node map.
6722  *
6723  * Returns the determined alignment in pfn's.  0 if there is no alignment
6724  * requirement (single node).
6725  */
6726 unsigned long __init node_map_pfn_alignment(void)
6727 {
6728         unsigned long accl_mask = 0, last_end = 0;
6729         unsigned long start, end, mask;
6730         int last_nid = -1;
6731         int i, nid;
6732
6733         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start, &end, &nid) {
6734                 if (!start || last_nid < 0 || last_nid == nid) {
6735                         last_nid = nid;
6736                         last_end = end;
6737                         continue;
6738                 }
6739
6740                 /*
6741                  * Start with a mask granular enough to pin-point to the
6742                  * start pfn and tick off bits one-by-one until it becomes
6743                  * too coarse to separate the current node from the last.
6744                  */
6745                 mask = ~((1 << __ffs(start)) - 1);
6746                 while (mask && last_end <= (start & (mask << 1)))
6747                         mask <<= 1;
6748
6749                 /* accumulate all internode masks */
6750                 accl_mask |= mask;
6751         }
6752
6753         /* convert mask to number of pages */
6754         return ~accl_mask + 1;
6755 }
6756
6757 /* Find the lowest pfn for a node */
6758 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
6759 {
6760         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
6761         unsigned long start_pfn;
6762         int i;
6763
6764         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, NULL, NULL)
6765                 min_pfn = min(min_pfn, start_pfn);
6766
6767         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
6768                 pr_warn("Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
6769                 return 0;
6770         }
6771
6772         return min_pfn;
6773 }
6774
6775 /**
6776  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
6777  *
6778  * It returns the minimum PFN based on information provided via
6779  * memblock_set_node().
6780  */
6781 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
6782 {
6783         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
6784 }
6785
6786 /*
6787  * early_calculate_totalpages()
6788  * Sum pages in active regions for movable zone.
6789  * Populate N_MEMORY for calculating usable_nodes.
6790  */
6791 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
6792 {
6793         unsigned long totalpages = 0;
6794         unsigned long start_pfn, end_pfn;
6795         int i, nid;
6796
6797         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid) {
6798                 unsigned long pages = end_pfn - start_pfn;
6799
6800                 totalpages += pages;
6801                 if (pages)
6802                         node_set_state(nid, N_MEMORY);
6803         }
6804         return totalpages;
6805 }
6806
6807 /*
6808  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
6809  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
6810  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
6811  * others
6812  */
6813 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(void)
6814 {
6815         int i, nid;
6816         unsigned long usable_startpfn;
6817         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
6818         /* save the state before borrow the nodemask */
6819         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_MEMORY];
6820         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
6821         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_MEMORY]);
6822         struct memblock_region *r;
6823
6824         /* Need to find movable_zone earlier when movable_node is specified. */
6825         find_usable_zone_for_movable();
6826
6827         /*
6828          * If movable_node is specified, ignore kernelcore and movablecore
6829          * options.
6830          */
6831         if (movable_node_is_enabled()) {
6832                 for_each_memblock(memory, r) {
6833                         if (!memblock_is_hotpluggable(r))
6834                                 continue;
6835
6836                         nid = r->nid;
6837
6838                         usable_startpfn = PFN_DOWN(r->base);
6839                         zone_movable_pfn[nid] = zone_movable_pfn[nid] ?
6840                                 min(usable_startpfn, zone_movable_pfn[nid]) :
6841                                 usable_startpfn;
6842                 }
6843
6844                 goto out2;
6845         }
6846
6847         /*
6848          * If kernelcore=mirror is specified, ignore movablecore option
6849          */
6850         if (mirrored_kernelcore) {
6851                 bool mem_below_4gb_not_mirrored = false;
6852
6853                 for_each_memblock(memory, r) {
6854                         if (memblock_is_mirror(r))
6855                                 continue;
6856
6857                         nid = r->nid;
6858
6859                         usable_startpfn = memblock_region_memory_base_pfn(r);
6860
6861                         if (usable_startpfn < 0x100000) {
6862                                 mem_below_4gb_not_mirrored = true;
6863                                 continue;
6864                         }
6865
6866                         zone_movable_pfn[nid] = zone_movable_pfn[nid] ?
6867                                 min(usable_startpfn, zone_movable_pfn[nid]) :
6868                                 usable_startpfn;
6869                 }
6870
6871                 if (mem_below_4gb_not_mirrored)
6872                         pr_warn("This configuration results in unmirrored kernel memory.");
6873
6874                 goto out2;
6875         }
6876
6877         /*
6878          * If kernelcore=nn% or movablecore=nn% was specified, calculate the
6879          * amount of necessary memory.
6880          */
6881         if (required_kernelcore_percent)
6882                 required_kernelcore = (totalpages * 100 * required_kernelcore_percent) /
6883                                        10000UL;
6884         if (required_movablecore_percent)
6885                 required_movablecore = (totalpages * 100 * required_movablecore_percent) /
6886                                         10000UL;
6887
6888         /*
6889          * If movablecore= was specified, calculate what size of
6890          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
6891          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
6892          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
6893          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
6894          * what movablecore would have allowed.
6895          */
6896         if (required_movablecore) {
6897                 unsigned long corepages;
6898
6899                 /*
6900                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
6901                  * was requested by the user
6902                  */
6903                 required_movablecore =
6904                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
6905                 required_movablecore = min(totalpages, required_movablecore);
6906                 corepages = totalpages - required_movablecore;
6907
6908                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
6909         }
6910
6911         /*
6912          * If kernelcore was not specified or kernelcore size is larger
6913          * than totalpages, there is no ZONE_MOVABLE.
6914          */
6915         if (!required_kernelcore || required_kernelcore >= totalpages)
6916                 goto out;
6917
6918         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
6919         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
6920
6921 restart:
6922         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
6923         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
6924         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6925                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
6926
6927                 /*
6928                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
6929                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
6930                  * amount of memory for the kernel
6931                  */
6932                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
6933                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
6934
6935                 /*
6936                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
6937                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
6938                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
6939                  */
6940                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
6941
6942                 /* Go through each range of PFNs within this node */
6943                 for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
6944                         unsigned long size_pages;
6945
6946                         start_pfn = max(start_pfn, zone_movable_pfn[nid]);
6947                         if (start_pfn >= end_pfn)
6948                                 continue;
6949
6950                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
6951                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
6952                                 unsigned long kernel_pages;
6953                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
6954                                                                 - start_pfn;
6955
6956                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
6957                                                         kernelcore_remaining);
6958                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
6959                                                         required_kernelcore);
6960
6961                                 /* Continue if range is now fully accounted */
6962                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
6963
6964                                         /*
6965                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
6966                                          * that if we have to rebalance
6967                                          * kernelcore across nodes, we will
6968                                          * not double account here
6969                                          */
6970                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
6971                                         continue;
6972                                 }
6973                                 start_pfn = usable_startpfn;
6974                         }
6975
6976                         /*
6977                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
6978                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
6979                          * number of pages used as kernelcore
6980                          */
6981                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
6982                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
6983                                 size_pages = kernelcore_remaining;
6984                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
6985
6986                         /*
6987                          * Some kernelcore has been met, update counts and
6988                          * break if the kernelcore for this node has been
6989                          * satisfied
6990                          */
6991                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
6992                                                                 size_pages);
6993                         kernelcore_remaining -= size_pages;
6994                         if (!kernelcore_remaining)
6995                                 break;
6996                 }
6997         }
6998
6999         /*
7000          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
7001          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
7002          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
7003          * satisfied
7004          */
7005         usable_nodes--;
7006         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
7007                 goto restart;
7008
7009 out2:
7010         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
7011         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
7012                 zone_movable_pfn[nid] =
7013                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
7014
7015 out:
7016         /* restore the node_state */
7017         node_states[N_MEMORY] = saved_node_state;
7018 }
7019
7020 /* Any regular or high memory on that node ? */
7021 static void check_for_memory(pg_data_t *pgdat, int nid)
7022 {
7023         enum zone_type zone_type;
7024
7025         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_MOVABLE - 1; zone_type++) {
7026                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
7027                 if (populated_zone(zone)) {
7028                         if (IS_ENABLED(CONFIG_HIGHMEM))
7029                                 node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
7030                         if (zone_type <= ZONE_NORMAL)
7031                                 node_set_state(nid, N_NORMAL_MEMORY);
7032                         break;
7033                 }
7034         }
7035 }
7036
7037 /**
7038  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
7039  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
7040  *
7041  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
7042  * Using the page ranges provided by memblock_set_node(), the size of each
7043  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
7044  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
7045  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
7046  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
7047  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
7048  * at arch_max_dma_pfn.
7049  */
7050 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
7051 {
7052         unsigned long start_pfn, end_pfn;
7053         int i, nid;
7054
7055         /* Record where the zone boundaries are */
7056         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
7057                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
7058         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
7059                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
7060
7061         start_pfn = find_min_pfn_with_active_regions();
7062
7063         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
7064                 if (i == ZONE_MOVABLE)
7065                         continue;
7066
7067                 end_pfn = max(max_zone_pfn[i], start_pfn);
7068                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] = start_pfn;
7069                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] = end_pfn;
7070
7071                 start_pfn = end_pfn;
7072         }
7073
7074         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
7075         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
7076         find_zone_movable_pfns_for_nodes();
7077
7078         /* Print out the zone ranges */
7079         pr_info("Zone ranges:\n");
7080         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
7081                 if (i == ZONE_MOVABLE)
7082                         continue;
7083                 pr_info("  %-8s ", zone_names[i]);
7084                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
7085                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
7086                         pr_cont("empty\n");
7087                 else
7088                         pr_cont("[mem %#018Lx-%#018Lx]\n",
7089                                 (u64)arch_zone_lowest_possible_pfn[i]
7090                                         << PAGE_SHIFT,
7091                                 ((u64)arch_zone_highest_possible_pfn[i]
7092                                         << PAGE_SHIFT) - 1);
7093         }
7094
7095         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
7096         pr_info("Movable zone start for each node\n");
7097         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
7098                 if (zone_movable_pfn[i])
7099                         pr_info("  Node %d: %#018Lx\n", i,
7100                                (u64)zone_movable_pfn[i] << PAGE_SHIFT);
7101         }
7102
7103         /* Print out the early node map */
7104         pr_info("Early memory node ranges\n");
7105         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid)
7106                 pr_info("  node %3d: [mem %#018Lx-%#018Lx]\n", nid,
7107                         (u64)start_pfn << PAGE_SHIFT,
7108                         ((u64)end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
7109
7110         /* Initialise every node */
7111         mminit_verify_pageflags_layout();
7112         setup_nr_node_ids();
7113         zero_resv_unavail();
7114         for_each_online_node(nid) {
7115                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
7116                 free_area_init_node(nid, NULL,
7117                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
7118
7119                 /* Any memory on that node */
7120                 if (pgdat->node_present_pages)
7121                         node_set_state(nid, N_MEMORY);
7122                 check_for_memory(pgdat, nid);
7123         }
7124 }
7125
7126 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core,
7127                                      unsigned long *percent)
7128 {
7129         unsigned long long coremem;
7130         char *endptr;
7131
7132         if (!p)
7133                 return -EINVAL;
7134
7135         /* Value may be a percentage of total memory, otherwise bytes */
7136         coremem = simple_strtoull(p, &endptr, 0);
7137         if (*endptr == '%') {
7138                 /* Paranoid check for percent values greater than 100 */
7139                 WARN_ON(coremem > 100);
7140
7141                 *percent = coremem;
7142         } else {
7143                 coremem = memparse(p, &p);
7144                 /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
7145                 WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
7146
7147                 *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
7148                 *percent = 0UL;
7149         }
7150         return 0;
7151 }
7152
7153 /*
7154  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
7155  * cannot be reclaimed or migrated.
7156  */
7157 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
7158 {
7159         /* parse kernelcore=mirror */
7160         if (parse_option_str(p, "mirror")) {
7161                 mirrored_kernelcore = true;
7162                 return 0;
7163         }
7164
7165         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore,
7166                                   &required_kernelcore_percent);
7167 }
7168
7169 /*
7170  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
7171  * can be reclaimed or migrated.
7172  */
7173 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
7174 {
7175         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore,
7176                                   &required_movablecore_percent);
7177 }
7178
7179 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
7180 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
7181
7182 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
7183
7184 void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count)
7185 {
7186         atomic_long_add(count, &page_zone(page)->managed_pages);
7187         totalram_pages_add(count);
7188 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
7189         if (PageHighMem(page))
7190                 totalhigh_pages_add(count);
7191 #endif
7192 }
7193 EXPORT_SYMBOL(adjust_managed_page_count);
7194
7195 unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end, int poison, const char *s)
7196 {
7197         void *pos;
7198         unsigned long pages = 0;
7199
7200         start = (void *)PAGE_ALIGN((unsigned long)start);
7201         end = (void *)((unsigned long)end & PAGE_MASK);
7202         for (pos = start; pos < end; pos += PAGE_SIZE, pages++) {
7203                 struct page *page = virt_to_page(pos);
7204                 void *direct_map_addr;
7205
7206                 /*
7207                  * 'direct_map_addr' might be different from 'pos'
7208                  * because some architectures' virt_to_page()
7209                  * work with aliases.  Getting the direct map
7210                  * address ensures that we get a _writeable_
7211                  * alias for the memset().
7212                  */
7213                 direct_map_addr = page_address(page);
7214                 if ((unsigned int)poison <= 0xFF)
7215                         memset(direct_map_addr, poison, PAGE_SIZE);
7216
7217                 free_reserved_page(page);
7218         }
7219
7220         if (pages && s)
7221                 pr_info("Freeing %s memory: %ldK\n",
7222                         s, pages << (PAGE_SHIFT - 10));
7223
7224         return pages;
7225 }
7226 EXPORT_SYMBOL(free_reserved_area);
7227
7228 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
7229 void free_highmem_page(struct page *page)
7230 {
7231         __free_reserved_page(page);
7232         totalram_pages_inc();
7233         atomic_long_inc(&page_zone(page)->managed_pages);
7234         totalhigh_pages_inc();
7235 }
7236 #endif
7237
7238
7239 void __init mem_init_print_info(const char *str)
7240 {
7241         unsigned long physpages, codesize, datasize, rosize, bss_size;
7242         unsigned long init_code_size, init_data_size;
7243
7244         physpages = get_num_physpages();
7245         codesize = _etext - _stext;
7246         datasize = _edata - _sdata;
7247         rosize = __end_rodata - __start_rodata;
7248         bss_size = __bss_stop - __bss_start;
7249         init_data_size = __init_end - __init_begin;
7250         init_code_size = _einittext - _sinittext;
7251
7252         /*
7253          * Detect special cases and adjust section sizes accordingly:
7254          * 1) .init.* may be embedded into .data sections
7255          * 2) .init.text.* may be out of [__init_begin, __init_end],
7256          *    please refer to arch/tile/kernel/vmlinux.lds.S.
7257          * 3) .rodata.* may be embedded into .text or .data sections.
7258          */
7259 #define adj_init_size(start, end, size, pos, adj) \
7260         do { \
7261                 if (start <= pos && pos < end && size > adj) \
7262                         size -= adj; \
7263         } while (0)
7264
7265         adj_init_size(__init_begin, __init_end, init_data_size,
7266                      _sinittext, init_code_size);
7267         adj_init_size(_stext, _etext, codesize, _sinittext, init_code_size);
7268         adj_init_size(_sdata, _edata, datasize, __init_begin, init_data_size);
7269         adj_init_size(_stext, _etext, codesize, __start_rodata, rosize);
7270         adj_init_size(_sdata, _edata, datasize, __start_rodata, rosize);
7271
7272 #undef  adj_init_size
7273
7274         pr_info("Memory: %luK/%luK available (%luK kernel code, %luK rwdata, %luK rodata, %luK init, %luK bss, %luK reserved, %luK cma-reserved"
7275 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
7276                 ", %luK highmem"
7277 #endif
7278                 "%s%s)\n",
7279                 nr_free_pages() << (PAGE_SHIFT - 10),
7280                 physpages << (PAGE_SHIFT - 10),
7281                 codesize >> 10, datasize >> 10, rosize >> 10,
7282                 (init_data_size + init_code_size) >> 10, bss_size >> 10,
7283                 (physpages - totalram_pages() - totalcma_pages) << (PAGE_SHIFT - 10),
7284                 totalcma_pages << (PAGE_SHIFT - 10),
7285 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
7286                 totalhigh_pages() << (PAGE_SHIFT - 10),
7287 #endif
7288                 str ? ", " : "", str ? str : "");
7289 }
7290
7291 /**
7292  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
7293  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
7294  *
7295  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by managed_pages.
7296  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
7297  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
7298  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
7299  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
7300  * smaller per-cpu batchsize.
7301  */
7302 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
7303 {
7304         dma_reserve = new_dma_reserve;
7305 }
7306
7307 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
7308 {
7309         zero_resv_unavail();
7310         free_area_init_node(0, zones_size,
7311                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
7312 }
7313
7314 static int page_alloc_cpu_dead(unsigned int cpu)
7315 {
7316
7317         lru_add_drain_cpu(cpu);
7318         drain_pages(cpu);
7319
7320         /*
7321          * Spill the event counters of the dead processor
7322          * into the current processors event counters.
7323          * This artificially elevates the count of the current
7324          * processor.
7325          */
7326         vm_events_fold_cpu(cpu);
7327
7328         /*
7329          * Zero the differential counters of the dead processor
7330          * so that the vm statistics are consistent.
7331          *
7332          * This is only okay since the processor is dead and cannot
7333          * race with what we are doing.
7334          */
7335         cpu_vm_stats_fold(cpu);
7336         return 0;
7337 }
7338
7339 void __init page_alloc_init(void)
7340 {
7341         int ret;
7342
7343         ret = cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_PAGE_ALLOC_DEAD,
7344                                         "mm/page_alloc:dead", NULL,
7345                                         page_alloc_cpu_dead);
7346         WARN_ON(ret < 0);
7347 }
7348
7349 /*
7350  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lowmem_reserve_ratio
7351  *      or min_free_kbytes changes.
7352  */
7353 static void calculate_totalreserve_pages(void)
7354 {
7355         struct pglist_data *pgdat;
7356         unsigned long reserve_pages = 0;
7357         enum zone_type i, j;
7358
7359         for_each_online_pgdat(pgdat) {
7360
7361                 pgdat->totalreserve_pages = 0;
7362
7363                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
7364                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
7365                         long max = 0;
7366                         unsigned long managed_pages = zone_managed_pages(zone);
7367
7368                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
7369                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
7370                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
7371                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
7372                         }
7373
7374                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
7375                         max += high_wmark_pages(zone);
7376
7377                         if (max > managed_pages)
7378                                 max = managed_pages;
7379
7380                         pgdat->totalreserve_pages += max;
7381
7382                         reserve_pages += max;
7383                 }
7384         }
7385         totalreserve_pages = reserve_pages;
7386 }
7387
7388 /*
7389  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
7390  *      sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
7391  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
7392  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
7393  */
7394 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
7395 {
7396         struct pglist_data *pgdat;
7397         enum zone_type j, idx;
7398
7399         for_each_online_pgdat(pgdat) {
7400                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
7401                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
7402                         unsigned long managed_pages = zone_managed_pages(zone);
7403
7404                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
7405
7406                         idx = j;
7407                         while (idx) {
7408                                 struct zone *lower_zone;
7409
7410                                 idx--;
7411                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
7412
7413                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1) {
7414                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 0;
7415                                         lower_zone->lowmem_reserve[j] = 0;
7416                                 } else {
7417                                         lower_zone->lowmem_reserve[j] =
7418                                                 managed_pages / sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
7419                                 }
7420                                 managed_pages += zone_managed_pages(lower_zone);
7421                         }
7422                 }
7423         }
7424
7425         /* update totalreserve_pages */
7426         calculate_totalreserve_pages();
7427 }
7428
7429 static void __setup_per_zone_wmarks(void)
7430 {
7431         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
7432         unsigned long lowmem_pages = 0;
7433         struct zone *zone;
7434         unsigned long flags;
7435
7436         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
7437         for_each_zone(zone) {
7438                 if (!is_highmem(zone))
7439                         lowmem_pages += zone_managed_pages(zone);
7440         }
7441
7442         for_each_zone(zone) {
7443                 u64 tmp;
7444
7445                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
7446                 tmp = (u64)pages_min * zone_managed_pages(zone);
7447                 do_div(tmp, lowmem_pages);
7448                 if (is_highmem(zone)) {
7449                         /*
7450                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
7451                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
7452                          * value here.
7453                          *
7454                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
7455                          * deltas control asynch page reclaim, and so should
7456                          * not be capped for highmem.
7457                          */
7458                         unsigned long min_pages;
7459
7460                         min_pages = zone_managed_pages(zone) / 1024;
7461                         min_pages = clamp(min_pages, SWAP_CLUSTER_MAX, 128UL);
7462                         zone->_watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
7463                 } else {
7464                         /*
7465                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
7466                          * proportionate to the zone's size.
7467                          */
7468                         zone->_watermark[WMARK_MIN] = tmp;
7469                 }
7470
7471                 /*
7472                  * Set the kswapd watermarks distance according to the
7473                  * scale factor in proportion to available memory, but
7474                  * ensure a minimum size on small systems.
7475                  */
7476                 tmp = max_t(u64, tmp >> 2,
7477                             mult_frac(zone_managed_pages(zone),
7478                                       watermark_scale_factor, 10000));
7479
7480                 zone->_watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + tmp;
7481                 zone->_watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + tmp * 2;
7482                 zone->watermark_boost = 0;
7483
7484                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
7485         }
7486
7487         /* update totalreserve_pages */
7488         calculate_totalreserve_pages();
7489 }
7490
7491 /**
7492  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
7493  * or when memory is hot-{added|removed}
7494  *
7495  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
7496  * correctly with respect to min_free_kbytes.
7497  */
7498 void setup_per_zone_wmarks(void)
7499 {
7500         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
7501
7502         spin_lock(&lock);
7503         __setup_per_zone_wmarks();
7504         spin_unlock(&lock);
7505 }
7506
7507 /*
7508  * Initialise min_free_kbytes.
7509  *
7510  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
7511  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
7512  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
7513  *
7514  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
7515  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
7516  *
7517  * which yields
7518  *
7519  * 16MB:        512k
7520  * 32MB:        724k
7521  * 64MB:        1024k
7522  * 128MB:       1448k
7523  * 256MB:       2048k
7524  * 512MB:       2896k
7525  * 1024MB:      4096k
7526  * 2048MB:      5792k
7527  * 4096MB:      8192k
7528  * 8192MB:      11584k
7529  * 16384MB:     16384k
7530  */
7531 int __meminit init_per_zone_wmark_min(void)
7532 {
7533         unsigned long lowmem_kbytes;
7534         int new_min_free_kbytes;
7535
7536         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
7537         new_min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
7538
7539         if (new_min_free_kbytes > user_min_free_kbytes) {
7540                 min_free_kbytes = new_min_free_kbytes;
7541                 if (min_free_kbytes < 128)
7542                         min_free_kbytes = 128;
7543                 if (min_free_kbytes > 65536)
7544                         min_free_kbytes = 65536;
7545         } else {
7546                 pr_warn("min_free_kbytes is not updated to %d because user defined value %d is preferred\n",
7547                                 new_min_free_kbytes, user_min_free_kbytes);
7548         }
7549         setup_per_zone_wmarks();
7550         refresh_zone_stat_thresholds();
7551         setup_per_zone_lowmem_reserve();
7552
7553 #ifdef CONFIG_NUMA
7554         setup_min_unmapped_ratio();
7555         setup_min_slab_ratio();
7556 #endif
7557
7558         return 0;
7559 }
7560 core_initcall(init_per_zone_wmark_min)
7561
7562 /*
7563  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so
7564  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
7565  *      changes.
7566  */
7567 int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *table, int write,
7568         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
7569 {
7570         int rc;
7571
7572         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
7573         if (rc)
7574                 return rc;
7575
7576         if (write) {
7577                 user_min_free_kbytes = min_free_kbytes;
7578                 setup_per_zone_wmarks();
7579         }
7580         return 0;
7581 }
7582
7583 int watermark_boost_factor_sysctl_handler(struct ctl_table *table, int write,
7584         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
7585 {
7586         int rc;
7587
7588         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
7589         if (rc)
7590                 return rc;
7591
7592         return 0;
7593 }
7594
7595 int watermark_scale_factor_sysctl_handler(struct ctl_table *table, int write,
7596         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
7597 {
7598         int rc;
7599
7600         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
7601         if (rc)
7602                 return rc;
7603
7604         if (write)
7605                 setup_per_zone_wmarks();
7606
7607         return 0;
7608 }
7609
7610 #ifdef CONFIG_NUMA
7611 static void setup_min_unmapped_ratio(void)
7612 {
7613         pg_data_t *pgdat;
7614         struct zone *zone;
7615
7616         for_each_online_pgdat(pgdat)
7617                 pgdat->min_unmapped_pages = 0;
7618
7619         for_each_zone(zone)
7620                 zone->zone_pgdat->min_unmapped_pages += (zone_managed_pages(zone) *
7621                                                          sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
7622 }
7623
7624
7625 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *table, int write,
7626         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
7627 {
7628         int rc;
7629
7630         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
7631         if (rc)
7632                 return rc;
7633
7634         setup_min_unmapped_ratio();
7635
7636         return 0;
7637 }
7638
7639 static void setup_min_slab_ratio(void)
7640 {
7641         pg_data_t *pgdat;
7642         struct zone *zone;
7643
7644         for_each_online_pgdat(pgdat)
7645                 pgdat->min_slab_pages = 0;
7646
7647         for_each_zone(zone)
7648                 zone->zone_pgdat->min_slab_pages += (zone_managed_pages(zone) *
7649                                                      sysctl_min_slab_ratio) / 100;
7650 }
7651
7652 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *table, int write,
7653         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
7654 {
7655         int rc;
7656
7657         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
7658         if (rc)
7659                 return rc;
7660
7661         setup_min_slab_ratio();
7662
7663         return 0;
7664 }
7665 #endif
7666
7667 /*
7668  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
7669  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
7670  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
7671  *
7672  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
7673  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
7674  * if in function of the boot time zone sizes.
7675  */
7676 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *table, int write,
7677         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
7678 {
7679         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
7680         setup_per_zone_lowmem_reserve();
7681         return 0;
7682 }
7683
7684 /*
7685  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
7686  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu
7687  * pagelist can have before it gets flushed back to buddy allocator.
7688  */
7689 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *table, int write,
7690         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
7691 {
7692         struct zone *zone;
7693         int old_percpu_pagelist_fraction;
7694         int ret;
7695
7696         mutex_lock(&pcp_batch_high_lock);
7697         old_percpu_pagelist_fraction = percpu_pagelist_fraction;
7698
7699         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
7700         if (!write || ret < 0)
7701                 goto out;
7702
7703         /* Sanity checking to avoid pcp imbalance */
7704         if (percpu_pagelist_fraction &&
7705             percpu_pagelist_fraction < MIN_PERCPU_PAGELIST_FRACTION) {
7706                 percpu_pagelist_fraction = old_percpu_pagelist_fraction;
7707                 ret = -EINVAL;
7708                 goto out;
7709         }
7710
7711         /* No change? */
7712         if (percpu_pagelist_fraction == old_percpu_pagelist_fraction)
7713                 goto out;
7714
7715         for_each_populated_zone(zone) {
7716                 unsigned int cpu;
7717
7718                 for_each_possible_cpu(cpu)
7719                         pageset_set_high_and_batch(zone,
7720                                         per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu));
7721         }
7722 out:
7723         mutex_unlock(&pcp_batch_high_lock);
7724         return ret;
7725 }
7726
7727 #ifdef CONFIG_NUMA
7728 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
7729
7730 static int __init set_hashdist(char *str)
7731 {
7732         if (!str)
7733                 return 0;
7734         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
7735         return 1;
7736 }
7737 __setup("hashdist=", set_hashdist);
7738 #endif
7739
7740 #ifndef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
7741 /*
7742  * Returns the number of pages that arch has reserved but
7743  * is not known to alloc_large_system_hash().
7744  */
7745 static unsigned long __init arch_reserved_kernel_pages(void)
7746 {
7747         return 0;
7748 }
7749 #endif
7750
7751 /*
7752  * Adaptive scale is meant to reduce sizes of hash tables on large memory
7753  * machines. As memory size is increased the scale is also increased but at
7754  * slower pace.  Starting from ADAPT_SCALE_BASE (64G), every time memory
7755  * quadruples the scale is increased by one, which means the size of hash table
7756  * only doubles, instead of quadrupling as well.
7757  * Because 32-bit systems cannot have large physical memory, where this scaling
7758  * makes sense, it is disabled on such platforms.
7759  */
7760 #if __BITS_PER_LONG > 32
7761 #define ADAPT_SCALE_BASE        (64ul << 30)
7762 #define ADAPT_SCALE_SHIFT       2
7763 #define ADAPT_SCALE_NPAGES      (ADAPT_SCALE_BASE >> PAGE_SHIFT)
7764 #endif
7765
7766 /*
7767  * allocate a large system hash table from bootmem
7768  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
7769  *   quantity of entries
7770  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
7771  */
7772 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
7773                                      unsigned long bucketsize,
7774                                      unsigned long numentries,
7775                                      int scale,
7776                                      int flags,
7777                                      unsigned int *_hash_shift,
7778                                      unsigned int *_hash_mask,
7779                                      unsigned long low_limit,
7780                                      unsigned long high_limit)
7781 {
7782         unsigned long long max = high_limit;
7783         unsigned long log2qty, size;
7784         void *table = NULL;
7785         gfp_t gfp_flags;
7786
7787         /* allow the kernel cmdline to have a say */
7788         if (!numentries) {
7789                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
7790                 numentries = nr_kernel_pages;
7791                 numentries -= arch_reserved_kernel_pages();
7792
7793                 /* It isn't necessary when PAGE_SIZE >= 1MB */
7794                 if (PAGE_SHIFT < 20)
7795                         numentries = round_up(numentries, (1<<20)/PAGE_SIZE);
7796
7797 #if __BITS_PER_LONG > 32
7798                 if (!high_limit) {
7799                         unsigned long adapt;
7800
7801                         for (adapt = ADAPT_SCALE_NPAGES; adapt < numentries;
7802                              adapt <<= ADAPT_SCALE_SHIFT)
7803                                 scale++;
7804                 }
7805 #endif
7806
7807                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
7808                 if (scale > PAGE_SHIFT)
7809                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
7810                 else
7811                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
7812
7813                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
7814                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
7815                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
7816                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
7817                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
7818                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
7819                                 BUG_ON(!numentries);
7820                         }
7821                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
7822                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
7823         }
7824         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
7825
7826         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
7827         if (max == 0) {
7828                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
7829                 do_div(max, bucketsize);
7830         }
7831         max = min(max, 0x80000000ULL);
7832
7833         if (numentries < low_limit)
7834                 numentries = low_limit;
7835         if (numentries > max)
7836                 numentries = max;
7837
7838         log2qty = ilog2(numentries);
7839
7840         gfp_flags = (flags & HASH_ZERO) ? GFP_ATOMIC | __GFP_ZERO : GFP_ATOMIC;
7841         do {
7842                 size = bucketsize << log2qty;
7843                 if (flags & HASH_EARLY) {
7844                         if (flags & HASH_ZERO)
7845                                 table = memblock_alloc_nopanic(size,
7846                                                                SMP_CACHE_BYTES);
7847                         else
7848                                 table = memblock_alloc_raw(size,
7849                                                            SMP_CACHE_BYTES);
7850                 } else if (hashdist) {
7851                         table = __vmalloc(size, gfp_flags, PAGE_KERNEL);
7852                 } else {
7853                         /*
7854                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
7855                          * some pages at the end of hash table which
7856                          * alloc_pages_exact() automatically does
7857                          */
7858                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
7859                                 table = alloc_pages_exact(size, gfp_flags);
7860                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, gfp_flags);
7861                         }
7862                 }
7863         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
7864
7865         if (!table)
7866                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
7867
7868         pr_info("%s hash table entries: %ld (order: %d, %lu bytes)\n",
7869                 tablename, 1UL << log2qty, ilog2(size) - PAGE_SHIFT, size);
7870
7871         if (_hash_shift)
7872                 *_hash_shift = log2qty;
7873         if (_hash_mask)
7874                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
7875
7876         return table;
7877 }
7878
7879 /*
7880  * This function checks whether pageblock includes unmovable pages or not.
7881  * If @count is not zero, it is okay to include less @count unmovable pages
7882  *
7883  * PageLRU check without isolation or lru_lock could race so that
7884  * MIGRATE_MOVABLE block might include unmovable pages. And __PageMovable
7885  * check without lock_page also may miss some movable non-lru pages at
7886  * race condition. So you can't expect this function should be exact.
7887  */
7888 bool has_unmovable_pages(struct zone *zone, struct page *page, int count,
7889                          int migratetype, int flags)
7890 {
7891         unsigned long pfn, iter, found;
7892
7893         /*
7894          * TODO we could make this much more efficient by not checking every
7895          * page in the range if we know all of them are in MOVABLE_ZONE and
7896          * that the movable zone guarantees that pages are migratable but
7897          * the later is not the case right now unfortunatelly. E.g. movablecore
7898          * can still lead to having bootmem allocations in zone_movable.
7899          */
7900
7901         /*
7902          * CMA allocations (alloc_contig_range) really need to mark isolate
7903          * CMA pageblocks even when they are not movable in fact so consider
7904          * them movable here.
7905          */
7906         if (is_migrate_cma(migratetype) &&
7907                         is_migrate_cma(get_pageblock_migratetype(page)))
7908                 return false;
7909
7910         pfn = page_to_pfn(page);
7911         for (found = 0, iter = 0; iter < pageblock_nr_pages; iter++) {
7912                 unsigned long check = pfn + iter;
7913
7914                 if (!pfn_valid_within(check))
7915                         continue;
7916
7917                 page = pfn_to_page(check);
7918
7919                 if (PageReserved(page))
7920                         goto unmovable;
7921
7922                 /*
7923                  * If the zone is movable and we have ruled out all reserved
7924                  * pages then it should be reasonably safe to assume the rest
7925                  * is movable.
7926                  */
7927                 if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE)
7928                         continue;
7929
7930                 /*
7931                  * Hugepages are not in LRU lists, but they're movable.
7932                  * We need not scan over tail pages bacause we don't
7933                  * handle each tail page individually in migration.
7934                  */
7935                 if (PageHuge(page)) {
7936                         struct page *head = compound_head(page);
7937                         unsigned int skip_pages;
7938
7939                         if (!hugepage_migration_supported(page_hstate(head)))
7940                                 goto unmovable;
7941
7942                         skip_pages = (1 << compound_order(head)) - (page - head);
7943                         iter += skip_pages - 1;
7944                         continue;
7945                 }
7946
7947                 /*
7948                  * We can't use page_count without pin a page
7949                  * because another CPU can free compound page.
7950                  * This check already skips compound tails of THP
7951                  * because their page->_refcount is zero at all time.
7952                  */
7953                 if (!page_ref_count(page)) {
7954                         if (PageBuddy(page))
7955                                 iter += (1 << page_order(page)) - 1;
7956                         continue;
7957                 }
7958
7959                 /*
7960                  * The HWPoisoned page may be not in buddy system, and
7961                  * page_count() is not 0.
7962                  */
7963                 if ((flags & SKIP_HWPOISON) && PageHWPoison(page))
7964                         continue;
7965
7966                 if (__PageMovable(page))
7967                         continue;
7968
7969                 if (!PageLRU(page))
7970                         found++;
7971                 /*
7972                  * If there are RECLAIMABLE pages, we need to check
7973                  * it.  But now, memory offline itself doesn't call
7974                  * shrink_node_slabs() and it still to be fixed.
7975                  */
7976                 /*
7977                  * If the page is not RAM, page_count()should be 0.
7978                  * we don't need more check. This is an _used_ not-movable page.
7979                  *
7980                  * The problematic thing here is PG_reserved pages. PG_reserved
7981                  * is set to both of a memory hole page and a _used_ kernel
7982                  * page at boot.
7983                  */
7984                 if (found > count)
7985                         goto unmovable;
7986         }
7987         return false;
7988 unmovable:
7989         WARN_ON_ONCE(zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE);
7990         if (flags & REPORT_FAILURE)
7991                 dump_page(pfn_to_page(pfn+iter), "unmovable page");
7992         return true;
7993 }
7994
7995 #if (defined(CONFIG_MEMORY_ISOLATION) && defined(CONFIG_COMPACTION)) || defined(CONFIG_CMA)
7996
7997 static unsigned long pfn_max_align_down(unsigned long pfn)
7998 {
7999         return pfn & ~(max_t(unsigned long, MAX_ORDER_NR_PAGES,
8000                              pageblock_nr_pages) - 1);
8001 }
8002
8003 static unsigned long pfn_max_align_up(unsigned long pfn)
8004 {
8005         return ALIGN(pfn, max_t(unsigned long, MAX_ORDER_NR_PAGES,
8006                                 pageblock_nr_pages));
8007 }
8008
8009 /* [start, end) must belong to a single zone. */
8010 static int __alloc_contig_migrate_range(struct compact_control *cc,
8011                                         unsigned long start, unsigned long end)
8012 {
8013         /* This function is based on compact_zone() from compaction.c. */
8014         unsigned long nr_reclaimed;
8015         unsigned long pfn = start;
8016         unsigned int tries = 0;
8017         int ret = 0;
8018
8019         migrate_prep();
8020
8021         while (pfn < end || !list_empty(&cc->migratepages)) {
8022                 if (fatal_signal_pending(current)) {
8023                         ret = -EINTR;
8024                         break;
8025                 }
8026
8027                 if (list_empty(&cc->migratepages)) {
8028                         cc->nr_migratepages = 0;
8029                         pfn = isolate_migratepages_range(cc, pfn, end);
8030                         if (!pfn) {
8031                                 ret = -EINTR;
8032                                 break;
8033                         }
8034                         tries = 0;
8035                 } else if (++tries == 5) {
8036                         ret = ret < 0 ? ret : -EBUSY;
8037                         break;
8038                 }
8039
8040                 nr_reclaimed = reclaim_clean_pages_from_list(cc->zone,
8041                                                         &cc->migratepages);
8042                 cc->nr_migratepages -= nr_reclaimed;
8043
8044                 ret = migrate_pages(&cc->migratepages, alloc_migrate_target,
8045                                     NULL, 0, cc->mode, MR_CONTIG_RANGE);
8046         }
8047         if (ret < 0) {
8048                 putback_movable_pages(&cc->migratepages);
8049                 return ret;
8050         }
8051         return 0;
8052 }
8053
8054 /**
8055  * alloc_contig_range() -- tries to allocate given range of pages
8056  * @start:      start PFN to allocate
8057  * @end:        one-past-the-last PFN to allocate
8058  * @migratetype:        migratetype of the underlaying pageblocks (either
8059  *                      #MIGRATE_MOVABLE or #MIGRATE_CMA).  All pageblocks
8060  *                      in range must have the same migratetype and it must
8061  *                      be either of the two.
8062  * @gfp_mask:   GFP mask to use during compaction
8063  *
8064  * The PFN range does not have to be pageblock or MAX_ORDER_NR_PAGES
8065  * aligned.  The PFN range must belong to a single zone.
8066  *
8067  * The first thing this routine does is attempt to MIGRATE_ISOLATE all
8068  * pageblocks in the range.  Once isolated, the pageblocks should not
8069  * be modified by others.
8070  *
8071  * Returns zero on success or negative error code.  On success all
8072  * pages which PFN is in [start, end) are allocated for the caller and
8073  * need to be freed with free_contig_range().
8074  */
8075 int alloc_contig_range(unsigned long start, unsigned long end,
8076                        unsigned migratetype, gfp_t gfp_mask)
8077 {
8078         unsigned long outer_start, outer_end;
8079         unsigned int order;
8080         int ret = 0;
8081
8082         struct compact_control cc = {
8083                 .nr_migratepages = 0,
8084                 .order = -1,
8085                 .zone = page_zone(pfn_to_page(start)),
8086                 .mode = MIGRATE_SYNC,
8087                 .ignore_skip_hint = true,
8088                 .no_set_skip_hint = true,
8089                 .gfp_mask = current_gfp_context(gfp_mask),
8090         };
8091         INIT_LIST_HEAD(&cc.migratepages);
8092
8093         /*
8094          * What we do here is we mark all pageblocks in range as
8095          * MIGRATE_ISOLATE.  Because pageblock and max order pages may
8096          * have different sizes, and due to the way page allocator
8097          * work, we align the range to biggest of the two pages so
8098          * that page allocator won't try to merge buddies from
8099          * different pageblocks and change MIGRATE_ISOLATE to some
8100          * other migration type.
8101          *
8102          * Once the pageblocks are marked as MIGRATE_ISOLATE, we
8103          * migrate the pages from an unaligned range (ie. pages that
8104          * we are interested in).  This will put all the pages in
8105          * range back to page allocator as MIGRATE_ISOLATE.
8106          *
8107          * When this is done, we take the pages in range from page
8108          * allocator removing them from the buddy system.  This way
8109          * page allocator will never consider using them.
8110          *
8111          * This lets us mark the pageblocks back as
8112          * MIGRATE_CMA/MIGRATE_MOVABLE so that free pages in the
8113          * aligned range but not in the unaligned, original range are
8114          * put back to page allocator so that buddy can use them.
8115          */
8116
8117         ret = start_isolate_page_range(pfn_max_align_down(start),
8118                                        pfn_max_align_up(end), migratetype, 0);
8119         if (ret)
8120                 return ret;
8121
8122         /*
8123          * In case of -EBUSY, we'd like to know which page causes problem.
8124          * So, just fall through. test_pages_isolated() has a tracepoint
8125          * which will report the busy page.
8126          *
8127          * It is possible that busy pages could become available before
8128          * the call to test_pages_isolated, and the range will actually be
8129          * allocated.  So, if we fall through be sure to clear ret so that
8130          * -EBUSY is not accidentally used or returned to caller.
8131          */
8132         ret = __alloc_contig_migrate_range(&cc, start, end);
8133         if (ret && ret != -EBUSY)
8134                 goto done;
8135         ret =0;
8136
8137         /*
8138          * Pages from [start, end) are within a MAX_ORDER_NR_PAGES
8139          * aligned blocks that are marked as MIGRATE_ISOLATE.  What's
8140          * more, all pages in [start, end) are free in page allocator.
8141          * What we are going to do is to allocate all pages from
8142          * [start, end) (that is remove them from page allocator).
8143          *
8144          * The only problem is that pages at the beginning and at the
8145          * end of interesting range may be not aligned with pages that
8146          * page allocator holds, ie. they can be part of higher order
8147          * pages.  Because of this, we reserve the bigger range and
8148          * once this is done free the pages we are not interested in.
8149          *
8150          * We don't have to hold zone->lock here because the pages are
8151          * isolated thus they won't get removed from buddy.
8152          */
8153
8154         lru_add_drain_all();
8155         drain_all_pages(cc.zone);
8156
8157         order = 0;
8158         outer_start = start;
8159         while (!PageBuddy(pfn_to_page(outer_start))) {
8160                 if (++order >= MAX_ORDER) {
8161                         outer_start = start;
8162                         break;
8163                 }
8164                 outer_start &= ~0UL << order;
8165         }
8166
8167         if (outer_start != start) {
8168                 order = page_order(pfn_to_page(outer_start));
8169
8170                 /*
8171                  * outer_start page could be small order buddy page and
8172                  * it doesn't include start page. Adjust outer_start
8173                  * in this case to report failed page properly
8174                  * on tracepoint in test_pages_isolated()
8175                  */
8176                 if (outer_start + (1UL << order) <= start)
8177                         outer_start = start;
8178         }
8179
8180         /* Make sure the range is really isolated. */
8181         if (test_pages_isolated(outer_start, end, false)) {
8182                 pr_info_ratelimited("%s: [%lx, %lx) PFNs busy\n",
8183                         __func__, outer_start, end);
8184                 ret = -EBUSY;
8185                 goto done;
8186         }
8187
8188         /* Grab isolated pages from freelists. */
8189         outer_end = isolate_freepages_range(&cc, outer_start, end);
8190         if (!outer_end) {
8191                 ret = -EBUSY;
8192                 goto done;
8193         }
8194
8195         /* Free head and tail (if any) */
8196         if (start != outer_start)
8197                 free_contig_range(outer_start, start - outer_start);
8198         if (end != outer_end)
8199                 free_contig_range(end, outer_end - end);
8200
8201 done:
8202         undo_isolate_page_range(pfn_max_align_down(start),
8203                                 pfn_max_align_up(end), migratetype);
8204         return ret;
8205 }
8206
8207 void free_contig_range(unsigned long pfn, unsigned nr_pages)
8208 {
8209         unsigned int count = 0;
8210
8211         for (; nr_pages--; pfn++) {
8212                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
8213
8214                 count += page_count(page) != 1;
8215                 __free_page(page);
8216         }
8217         WARN(count != 0, "%d pages are still in use!\n", count);
8218 }
8219 #endif
8220
8221 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
8222 /*
8223  * The zone indicated has a new number of managed_pages; batch sizes and percpu
8224  * page high values need to be recalulated.
8225  */
8226 void __meminit zone_pcp_update(struct zone *zone)
8227 {
8228         unsigned cpu;
8229         mutex_lock(&pcp_batch_high_lock);
8230         for_each_possible_cpu(cpu)
8231                 pageset_set_high_and_batch(zone,
8232                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu));
8233         mutex_unlock(&pcp_batch_high_lock);
8234 }
8235 #endif
8236
8237 void zone_pcp_reset(struct zone *zone)
8238 {
8239         unsigned long flags;
8240         int cpu;
8241         struct per_cpu_pageset *pset;
8242
8243         /* avoid races with drain_pages()  */
8244         local_irq_save(flags);
8245         if (zone->pageset != &boot_pageset) {
8246                 for_each_online_cpu(cpu) {
8247                         pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
8248                         drain_zonestat(zone, pset);
8249                 }
8250                 free_percpu(zone->pageset);
8251                 zone->pageset = &boot_pageset;
8252         }
8253         local_irq_restore(flags);
8254 }
8255
8256 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
8257 /*
8258  * All pages in the range must be in a single zone and isolated
8259  * before calling this.
8260  */
8261 void
8262 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
8263 {
8264         struct page *page;
8265         struct zone *zone;
8266         unsigned int order, i;
8267         unsigned long pfn;
8268         unsigned long flags;
8269         /* find the first valid pfn */
8270         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
8271                 if (pfn_valid(pfn))
8272                         break;
8273         if (pfn == end_pfn)
8274                 return;
8275         offline_mem_sections(pfn, end_pfn);
8276         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
8277         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
8278         pfn = start_pfn;
8279         while (pfn < end_pfn) {
8280                 if (!pfn_valid(pfn)) {
8281                         pfn++;
8282                         continue;
8283                 }
8284                 page = pfn_to_page(pfn);
8285                 /*
8286                  * The HWPoisoned page may be not in buddy system, and
8287                  * page_count() is not 0.
8288                  */
8289                 if (unlikely(!PageBuddy(page) && PageHWPoison(page))) {
8290                         pfn++;
8291                         SetPageReserved(page);
8292                         continue;
8293                 }
8294
8295                 BUG_ON(page_count(page));
8296                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
8297                 order = page_order(page);
8298 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
8299                 pr_info("remove from free list %lx %d %lx\n",
8300                         pfn, 1 << order, end_pfn);
8301 #endif
8302                 list_del(&page->lru);
8303                 rmv_page_order(page);
8304                 zone->free_area[order].nr_free--;
8305                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
8306                         SetPageReserved((page+i));
8307                 pfn += (1 << order);
8308         }
8309         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
8310 }
8311 #endif
8312
8313 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
8314 {
8315         struct zone *zone = page_zone(page);
8316         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
8317         unsigned long flags;
8318         unsigned int order;
8319
8320         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
8321         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
8322                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
8323
8324                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
8325                         break;
8326         }
8327         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
8328
8329         return order < MAX_ORDER;
8330 }
8331
8332 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
8333 /*
8334  * Set PG_hwpoison flag if a given page is confirmed to be a free page.  This
8335  * test is performed under the zone lock to prevent a race against page
8336  * allocation.
8337  */
8338 bool set_hwpoison_free_buddy_page(struct page *page)
8339 {
8340         struct zone *zone = page_zone(page);
8341         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
8342         unsigned long flags;
8343         unsigned int order;
8344         bool hwpoisoned = false;
8345
8346         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
8347         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
8348                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
8349
8350                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order) {
8351                         if (!TestSetPageHWPoison(page))
8352                                 hwpoisoned = true;
8353                         break;
8354                 }
8355         }
8356         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
8357
8358         return hwpoisoned;
8359 }
8360 #endif