]> www.pilppa.org Git - linux-2.6-omap-h63xx.git/blob - mm/page_alloc.c
mlock: mlocked pages are unevictable
[linux-2.6-omap-h63xx.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/oom.h>
32 #include <linux/notifier.h>
33 #include <linux/topology.h>
34 #include <linux/sysctl.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/memory_hotplug.h>
38 #include <linux/nodemask.h>
39 #include <linux/vmalloc.h>
40 #include <linux/mempolicy.h>
41 #include <linux/stop_machine.h>
42 #include <linux/sort.h>
43 #include <linux/pfn.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/fault-inject.h>
46 #include <linux/page-isolation.h>
47 #include <linux/memcontrol.h>
48 #include <linux/debugobjects.h>
49
50 #include <asm/tlbflush.h>
51 #include <asm/div64.h>
52 #include "internal.h"
53
54 /*
55  * Array of node states.
56  */
57 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
58         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
59         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
60 #ifndef CONFIG_NUMA
61         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
62 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
63         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
64 #endif
65         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
66 #endif  /* NUMA */
67 };
68 EXPORT_SYMBOL(node_states);
69
70 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
71 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
72 long nr_swap_pages;
73 int percpu_pagelist_fraction;
74
75 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
76 int pageblock_order __read_mostly;
77 #endif
78
79 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
80
81 /*
82  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
83  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
84  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
85  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
86  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
87  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
88  *
89  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
90  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
91  */
92 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
93 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
94          256,
95 #endif
96 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
97          256,
98 #endif
99 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
100          32,
101 #endif
102          32,
103 };
104
105 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
106
107 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
108 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
109          "DMA",
110 #endif
111 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
112          "DMA32",
113 #endif
114          "Normal",
115 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
116          "HighMem",
117 #endif
118          "Movable",
119 };
120
121 int min_free_kbytes = 1024;
122
123 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
124 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
125 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
126
127 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
128   /*
129    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
130    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
131    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
132    * so the number of times add_active_range() can be called is
133    * related to the number of nodes and the number of holes
134    */
135   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
136     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
137     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
138   #else
139     #if MAX_NUMNODES >= 32
140       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
141       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
142     #else
143       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
144       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
145     #endif
146   #endif
147
148   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
149   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
150   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
151   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
152 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
153   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
154   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
155 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
156   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
157   static unsigned long __initdata required_movablecore;
158   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
159
160   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
161   int movable_zone;
162   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
163 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
164
165 #if MAX_NUMNODES > 1
166 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
167 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
168 #endif
169
170 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
171
172 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
173 {
174         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
175                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
176 }
177
178 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
179 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
180 {
181         int ret = 0;
182         unsigned seq;
183         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
184
185         do {
186                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
187                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
188                         ret = 1;
189                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
190                         ret = 1;
191         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
192
193         return ret;
194 }
195
196 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
197 {
198         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
199                 return 0;
200         if (zone != page_zone(page))
201                 return 0;
202
203         return 1;
204 }
205 /*
206  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
207  */
208 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
209 {
210         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
211                 return 1;
212         if (!page_is_consistent(zone, page))
213                 return 1;
214
215         return 0;
216 }
217 #else
218 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
219 {
220         return 0;
221 }
222 #endif
223
224 static void bad_page(struct page *page)
225 {
226         void *pc = page_get_page_cgroup(page);
227
228         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n" KERN_EMERG
229                 "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n",
230                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
231                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
232                 page_mapcount(page), page_count(page));
233         if (pc) {
234                 printk(KERN_EMERG "cgroup:%p\n", pc);
235                 page_reset_bad_cgroup(page);
236         }
237         printk(KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
238                 KERN_EMERG "Backtrace:\n");
239         dump_stack();
240         page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CLEAR_WHEN_BAD;
241         set_page_count(page, 0);
242         reset_page_mapcount(page);
243         page->mapping = NULL;
244         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
245 }
246
247 /*
248  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
249  *
250  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
251  *
252  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
253  *
254  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
255  * the head page (even the head page has this).
256  *
257  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
258  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
259  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
260  */
261
262 static void free_compound_page(struct page *page)
263 {
264         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
265 }
266
267 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
268 {
269         int i;
270         int nr_pages = 1 << order;
271         struct page *p = page + 1;
272
273         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
274         set_compound_order(page, order);
275         __SetPageHead(page);
276         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p++) {
277                 if (unlikely((i & (MAX_ORDER_NR_PAGES - 1)) == 0))
278                         p = pfn_to_page(page_to_pfn(page) + i);
279                 __SetPageTail(p);
280                 p->first_page = page;
281         }
282 }
283
284 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
285 {
286         int i;
287         int nr_pages = 1 << order;
288         struct page *p = page + 1;
289
290         if (unlikely(compound_order(page) != order))
291                 bad_page(page);
292
293         if (unlikely(!PageHead(page)))
294                         bad_page(page);
295         __ClearPageHead(page);
296         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p++) {
297                 if (unlikely((i & (MAX_ORDER_NR_PAGES - 1)) == 0))
298                         p = pfn_to_page(page_to_pfn(page) + i);
299
300                 if (unlikely(!PageTail(p) |
301                                 (p->first_page != page)))
302                         bad_page(page);
303                 __ClearPageTail(p);
304         }
305 }
306
307 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
308 {
309         int i;
310
311         /*
312          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
313          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
314          */
315         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
316         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
317                 clear_highpage(page + i);
318 }
319
320 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
321 {
322         set_page_private(page, order);
323         __SetPageBuddy(page);
324 }
325
326 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
327 {
328         __ClearPageBuddy(page);
329         set_page_private(page, 0);
330 }
331
332 /*
333  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
334  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
335  *
336  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
337  * the following equation:
338  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
339  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
340  * 1 buddy is #10:
341  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
342  *
343  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
344  * satisfies the following equation:
345  *     P = B & ~(1 << O)
346  *
347  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
348  */
349 static inline struct page *
350 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
351 {
352         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
353
354         return page + (buddy_idx - page_idx);
355 }
356
357 static inline unsigned long
358 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
359 {
360         return (page_idx & ~(1 << order));
361 }
362
363 /*
364  * This function checks whether a page is free && is the buddy
365  * we can do coalesce a page and its buddy if
366  * (a) the buddy is not in a hole &&
367  * (b) the buddy is in the buddy system &&
368  * (c) a page and its buddy have the same order &&
369  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
370  *
371  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
372  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
373  *
374  * For recording page's order, we use page_private(page).
375  */
376 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
377                                                                 int order)
378 {
379         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
380                 return 0;
381
382         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
383                 return 0;
384
385         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
386                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
387                 return 1;
388         }
389         return 0;
390 }
391
392 /*
393  * Freeing function for a buddy system allocator.
394  *
395  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
396  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
397  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
398  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
399  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
400  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
401  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
402  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
403  * parts of the VM system.
404  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
405  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
406  * order is recorded in page_private(page) field.
407  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
408  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
409  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
410  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
411  * triggers coalescing into a block of larger size.            
412  *
413  * -- wli
414  */
415
416 static inline void __free_one_page(struct page *page,
417                 struct zone *zone, unsigned int order)
418 {
419         unsigned long page_idx;
420         int order_size = 1 << order;
421         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
422
423         if (unlikely(PageCompound(page)))
424                 destroy_compound_page(page, order);
425
426         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
427
428         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
429         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
430
431         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
432         while (order < MAX_ORDER-1) {
433                 unsigned long combined_idx;
434                 struct page *buddy;
435
436                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
437                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
438                         break;
439
440                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
441                 list_del(&buddy->lru);
442                 zone->free_area[order].nr_free--;
443                 rmv_page_order(buddy);
444                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
445                 page = page + (combined_idx - page_idx);
446                 page_idx = combined_idx;
447                 order++;
448         }
449         set_page_order(page, order);
450         list_add(&page->lru,
451                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
452         zone->free_area[order].nr_free++;
453 }
454
455 static inline int free_pages_check(struct page *page)
456 {
457         if (unlikely(page_mapcount(page) |
458                 (page->mapping != NULL)  |
459                 (page_get_page_cgroup(page) != NULL) |
460                 (page_count(page) != 0)  |
461                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE)))
462                 bad_page(page);
463         if (PageDirty(page))
464                 __ClearPageDirty(page);
465         if (PageSwapBacked(page))
466                 __ClearPageSwapBacked(page);
467         /*
468          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
469          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
470          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
471          */
472         return PageReserved(page);
473 }
474
475 /*
476  * Frees a list of pages. 
477  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
478  * count is the number of pages to free.
479  *
480  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
481  * see if this freeing clears that state.
482  *
483  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
484  * pinned" detection logic.
485  */
486 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
487                                         struct list_head *list, int order)
488 {
489         spin_lock(&zone->lock);
490         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
491         zone->pages_scanned = 0;
492         while (count--) {
493                 struct page *page;
494
495                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
496                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
497                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
498                 list_del(&page->lru);
499                 __free_one_page(page, zone, order);
500         }
501         spin_unlock(&zone->lock);
502 }
503
504 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
505 {
506         spin_lock(&zone->lock);
507         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
508         zone->pages_scanned = 0;
509         __free_one_page(page, zone, order);
510         spin_unlock(&zone->lock);
511 }
512
513 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
514 {
515         unsigned long flags;
516         int i;
517         int reserved = 0;
518
519         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
520                 reserved += free_pages_check(page + i);
521         if (reserved)
522                 return;
523
524         if (!PageHighMem(page)) {
525                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
526                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
527                                            PAGE_SIZE << order);
528         }
529         arch_free_page(page, order);
530         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
531
532         local_irq_save(flags);
533         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
534         free_one_page(page_zone(page), page, order);
535         local_irq_restore(flags);
536 }
537
538 /*
539  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
540  */
541 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
542 {
543         if (order == 0) {
544                 __ClearPageReserved(page);
545                 set_page_count(page, 0);
546                 set_page_refcounted(page);
547                 __free_page(page);
548         } else {
549                 int loop;
550
551                 prefetchw(page);
552                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
553                         struct page *p = &page[loop];
554
555                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
556                                 prefetchw(p + 1);
557                         __ClearPageReserved(p);
558                         set_page_count(p, 0);
559                 }
560
561                 set_page_refcounted(page);
562                 __free_pages(page, order);
563         }
564 }
565
566
567 /*
568  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
569  * Please do not alter this order without good reasons and regression
570  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
571  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
572  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
573  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
574  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
575  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
576  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
577  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
578  *
579  * -- wli
580  */
581 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
582         int low, int high, struct free_area *area,
583         int migratetype)
584 {
585         unsigned long size = 1 << high;
586
587         while (high > low) {
588                 area--;
589                 high--;
590                 size >>= 1;
591                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
592                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
593                 area->nr_free++;
594                 set_page_order(&page[size], high);
595         }
596 }
597
598 /*
599  * This page is about to be returned from the page allocator
600  */
601 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
602 {
603         if (unlikely(page_mapcount(page) |
604                 (page->mapping != NULL)  |
605                 (page_get_page_cgroup(page) != NULL) |
606                 (page_count(page) != 0)  |
607                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)))
608                 bad_page(page);
609
610         /*
611          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
612          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
613          */
614         if (PageReserved(page))
615                 return 1;
616
617         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_reclaim |
618                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
619                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk
620 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
621                         | 1 << PG_mlocked
622 #endif
623                         );
624         set_page_private(page, 0);
625         set_page_refcounted(page);
626
627         arch_alloc_page(page, order);
628         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
629
630         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
631                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
632
633         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
634                 prep_compound_page(page, order);
635
636         return 0;
637 }
638
639 /*
640  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
641  * the smallest available page from the freelists
642  */
643 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
644                                                 int migratetype)
645 {
646         unsigned int current_order;
647         struct free_area * area;
648         struct page *page;
649
650         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
651         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
652                 area = &(zone->free_area[current_order]);
653                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
654                         continue;
655
656                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
657                                                         struct page, lru);
658                 list_del(&page->lru);
659                 rmv_page_order(page);
660                 area->nr_free--;
661                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
662                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
663                 return page;
664         }
665
666         return NULL;
667 }
668
669
670 /*
671  * This array describes the order lists are fallen back to when
672  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
673  */
674 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
675         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
676         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
677         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
678         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
679 };
680
681 /*
682  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
683  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
684  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
685  */
686 static int move_freepages(struct zone *zone,
687                           struct page *start_page, struct page *end_page,
688                           int migratetype)
689 {
690         struct page *page;
691         unsigned long order;
692         int pages_moved = 0;
693
694 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
695         /*
696          * page_zone is not safe to call in this context when
697          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
698          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
699          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
700          * grouping pages by mobility
701          */
702         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
703 #endif
704
705         for (page = start_page; page <= end_page;) {
706                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
707                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
708
709                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
710                         page++;
711                         continue;
712                 }
713
714                 if (!PageBuddy(page)) {
715                         page++;
716                         continue;
717                 }
718
719                 order = page_order(page);
720                 list_del(&page->lru);
721                 list_add(&page->lru,
722                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
723                 page += 1 << order;
724                 pages_moved += 1 << order;
725         }
726
727         return pages_moved;
728 }
729
730 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
731                                 int migratetype)
732 {
733         unsigned long start_pfn, end_pfn;
734         struct page *start_page, *end_page;
735
736         start_pfn = page_to_pfn(page);
737         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
738         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
739         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
740         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
741
742         /* Do not cross zone boundaries */
743         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
744                 start_page = page;
745         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
746                 return 0;
747
748         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
749 }
750
751 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
752 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
753                                                 int start_migratetype)
754 {
755         struct free_area * area;
756         int current_order;
757         struct page *page;
758         int migratetype, i;
759
760         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
761         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
762                                                 --current_order) {
763                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
764                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
765
766                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
767                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
768                                 continue;
769
770                         area = &(zone->free_area[current_order]);
771                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
772                                 continue;
773
774                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
775                                         struct page, lru);
776                         area->nr_free--;
777
778                         /*
779                          * If breaking a large block of pages, move all free
780                          * pages to the preferred allocation list. If falling
781                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
782                          * agressive about taking ownership of free pages
783                          */
784                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
785                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
786                                 unsigned long pages;
787                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
788                                                                 start_migratetype);
789
790                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
791                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
792                                         set_pageblock_migratetype(page,
793                                                                 start_migratetype);
794
795                                 migratetype = start_migratetype;
796                         }
797
798                         /* Remove the page from the freelists */
799                         list_del(&page->lru);
800                         rmv_page_order(page);
801                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
802                                                         -(1UL << order));
803
804                         if (current_order == pageblock_order)
805                                 set_pageblock_migratetype(page,
806                                                         start_migratetype);
807
808                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
809                         return page;
810                 }
811         }
812
813         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
814         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
815 }
816
817 /*
818  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
819  * Call me with the zone->lock already held.
820  */
821 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
822                                                 int migratetype)
823 {
824         struct page *page;
825
826         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
827
828         if (unlikely(!page))
829                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
830
831         return page;
832 }
833
834 /* 
835  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
836  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
837  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
838  */
839 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
840                         unsigned long count, struct list_head *list,
841                         int migratetype)
842 {
843         int i;
844         
845         spin_lock(&zone->lock);
846         for (i = 0; i < count; ++i) {
847                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
848                 if (unlikely(page == NULL))
849                         break;
850
851                 /*
852                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
853                  * in physical page order. The page is added to the callers and
854                  * list and the list head then moves forward. From the callers
855                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
856                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
857                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
858                  * properly.
859                  */
860                 list_add(&page->lru, list);
861                 set_page_private(page, migratetype);
862                 list = &page->lru;
863         }
864         spin_unlock(&zone->lock);
865         return i;
866 }
867
868 #ifdef CONFIG_NUMA
869 /*
870  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
871  * currently executing processor on remote nodes after they have
872  * expired.
873  *
874  * Note that this function must be called with the thread pinned to
875  * a single processor.
876  */
877 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
878 {
879         unsigned long flags;
880         int to_drain;
881
882         local_irq_save(flags);
883         if (pcp->count >= pcp->batch)
884                 to_drain = pcp->batch;
885         else
886                 to_drain = pcp->count;
887         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
888         pcp->count -= to_drain;
889         local_irq_restore(flags);
890 }
891 #endif
892
893 /*
894  * Drain pages of the indicated processor.
895  *
896  * The processor must either be the current processor and the
897  * thread pinned to the current processor or a processor that
898  * is not online.
899  */
900 static void drain_pages(unsigned int cpu)
901 {
902         unsigned long flags;
903         struct zone *zone;
904
905         for_each_zone(zone) {
906                 struct per_cpu_pageset *pset;
907                 struct per_cpu_pages *pcp;
908
909                 if (!populated_zone(zone))
910                         continue;
911
912                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
913
914                 pcp = &pset->pcp;
915                 local_irq_save(flags);
916                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
917                 pcp->count = 0;
918                 local_irq_restore(flags);
919         }
920 }
921
922 /*
923  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
924  */
925 void drain_local_pages(void *arg)
926 {
927         drain_pages(smp_processor_id());
928 }
929
930 /*
931  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
932  */
933 void drain_all_pages(void)
934 {
935         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
936 }
937
938 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
939
940 void mark_free_pages(struct zone *zone)
941 {
942         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
943         unsigned long flags;
944         int order, t;
945         struct list_head *curr;
946
947         if (!zone->spanned_pages)
948                 return;
949
950         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
951
952         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
953         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
954                 if (pfn_valid(pfn)) {
955                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
956
957                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
958                                 swsusp_unset_page_free(page);
959                 }
960
961         for_each_migratetype_order(order, t) {
962                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
963                         unsigned long i;
964
965                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
966                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
967                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
968                 }
969         }
970         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
971 }
972 #endif /* CONFIG_PM */
973
974 /*
975  * Free a 0-order page
976  */
977 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
978 {
979         struct zone *zone = page_zone(page);
980         struct per_cpu_pages *pcp;
981         unsigned long flags;
982
983         if (PageAnon(page))
984                 page->mapping = NULL;
985         if (free_pages_check(page))
986                 return;
987
988         if (!PageHighMem(page)) {
989                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
990                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
991         }
992         arch_free_page(page, 0);
993         kernel_map_pages(page, 1, 0);
994
995         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
996         local_irq_save(flags);
997         __count_vm_event(PGFREE);
998         if (cold)
999                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
1000         else
1001                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
1002         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1003         pcp->count++;
1004         if (pcp->count >= pcp->high) {
1005                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1006                 pcp->count -= pcp->batch;
1007         }
1008         local_irq_restore(flags);
1009         put_cpu();
1010 }
1011
1012 void free_hot_page(struct page *page)
1013 {
1014         free_hot_cold_page(page, 0);
1015 }
1016         
1017 void free_cold_page(struct page *page)
1018 {
1019         free_hot_cold_page(page, 1);
1020 }
1021
1022 /*
1023  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1024  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1025  * Each sub-page must be freed individually.
1026  *
1027  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1028  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1029  */
1030 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1031 {
1032         int i;
1033
1034         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1035         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1036         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1037                 set_page_refcounted(page + i);
1038 }
1039
1040 /*
1041  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1042  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1043  * or two.
1044  */
1045 static struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1046                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1047 {
1048         unsigned long flags;
1049         struct page *page;
1050         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1051         int cpu;
1052         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1053
1054 again:
1055         cpu  = get_cpu();
1056         if (likely(order == 0)) {
1057                 struct per_cpu_pages *pcp;
1058
1059                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1060                 local_irq_save(flags);
1061                 if (!pcp->count) {
1062                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1063                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1064                         if (unlikely(!pcp->count))
1065                                 goto failed;
1066                 }
1067
1068                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1069                 if (cold) {
1070                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1071                                 if (page_private(page) == migratetype)
1072                                         break;
1073                 } else {
1074                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1075                                 if (page_private(page) == migratetype)
1076                                         break;
1077                 }
1078
1079                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1080                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1081                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1082                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1083                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1084                 }
1085
1086                 list_del(&page->lru);
1087                 pcp->count--;
1088         } else {
1089                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1090                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1091                 spin_unlock(&zone->lock);
1092                 if (!page)
1093                         goto failed;
1094         }
1095
1096         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1097         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1098         local_irq_restore(flags);
1099         put_cpu();
1100
1101         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1102         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1103                 goto again;
1104         return page;
1105
1106 failed:
1107         local_irq_restore(flags);
1108         put_cpu();
1109         return NULL;
1110 }
1111
1112 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1113 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1114 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1115 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1116 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1117 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1118 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1119
1120 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1121
1122 static struct fail_page_alloc_attr {
1123         struct fault_attr attr;
1124
1125         u32 ignore_gfp_highmem;
1126         u32 ignore_gfp_wait;
1127         u32 min_order;
1128
1129 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1130
1131         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1132         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1133         struct dentry *min_order_file;
1134
1135 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1136
1137 } fail_page_alloc = {
1138         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1139         .ignore_gfp_wait = 1,
1140         .ignore_gfp_highmem = 1,
1141         .min_order = 1,
1142 };
1143
1144 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1145 {
1146         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1147 }
1148 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1149
1150 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1151 {
1152         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1153                 return 0;
1154         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1155                 return 0;
1156         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1157                 return 0;
1158         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1159                 return 0;
1160
1161         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1162 }
1163
1164 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1165
1166 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1167 {
1168         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1169         struct dentry *dir;
1170         int err;
1171
1172         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1173                                        "fail_page_alloc");
1174         if (err)
1175                 return err;
1176         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1177
1178         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1179                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1180                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1181
1182         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1183                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1184                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1185         fail_page_alloc.min_order_file =
1186                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1187                                    &fail_page_alloc.min_order);
1188
1189         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1190             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1191             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1192                 err = -ENOMEM;
1193                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1194                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1195                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1196                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1197         }
1198
1199         return err;
1200 }
1201
1202 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1203
1204 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1205
1206 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1207
1208 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1209 {
1210         return 0;
1211 }
1212
1213 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1214
1215 /*
1216  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1217  * of the allocation.
1218  */
1219 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1220                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1221 {
1222         /* free_pages my go negative - that's OK */
1223         long min = mark;
1224         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1225         int o;
1226
1227         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1228                 min -= min / 2;
1229         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1230                 min -= min / 4;
1231
1232         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1233                 return 0;
1234         for (o = 0; o < order; o++) {
1235                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1236                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1237
1238                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1239                 min >>= 1;
1240
1241                 if (free_pages <= min)
1242                         return 0;
1243         }
1244         return 1;
1245 }
1246
1247 #ifdef CONFIG_NUMA
1248 /*
1249  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1250  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1251  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1252  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1253  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1254  *
1255  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1256  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1257  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1258  *
1259  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1260  * nothing and returns NULL.
1261  *
1262  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1263  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1264  *
1265  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1266  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1267  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1268  * quickly as we can.
1269  */
1270 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1271 {
1272         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1273         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1274
1275         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1276         if (!zlc)
1277                 return NULL;
1278
1279         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1280                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1281                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1282         }
1283
1284         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1285                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1286                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1287         return allowednodes;
1288 }
1289
1290 /*
1291  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1292  * if it is worth looking at further for free memory:
1293  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1294  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1295  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1296  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1297  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1298  * else return false (zero) if it is not.
1299  *
1300  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1301  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1302  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1303  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1304  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1305  * into the second scan of the zonelist.
1306  *
1307  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1308  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1309  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1310  * unturned looking for a free page.
1311  */
1312 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1313                                                 nodemask_t *allowednodes)
1314 {
1315         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1316         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1317         int n;                          /* node that zone *z is on */
1318
1319         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1320         if (!zlc)
1321                 return 1;
1322
1323         i = z - zonelist->_zonerefs;
1324         n = zlc->z_to_n[i];
1325
1326         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1327         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1328 }
1329
1330 /*
1331  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1332  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1333  * from that zone don't waste time re-examining it.
1334  */
1335 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1336 {
1337         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1338         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1339
1340         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1341         if (!zlc)
1342                 return;
1343
1344         i = z - zonelist->_zonerefs;
1345
1346         set_bit(i, zlc->fullzones);
1347 }
1348
1349 #else   /* CONFIG_NUMA */
1350
1351 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1352 {
1353         return NULL;
1354 }
1355
1356 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1357                                 nodemask_t *allowednodes)
1358 {
1359         return 1;
1360 }
1361
1362 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1363 {
1364 }
1365 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1366
1367 /*
1368  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1369  * a page.
1370  */
1371 static struct page *
1372 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1373                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags)
1374 {
1375         struct zoneref *z;
1376         struct page *page = NULL;
1377         int classzone_idx;
1378         struct zone *zone, *preferred_zone;
1379         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1380         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1381         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1382
1383         (void)first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1384                                                         &preferred_zone);
1385         if (!preferred_zone)
1386                 return NULL;
1387
1388         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1389
1390 zonelist_scan:
1391         /*
1392          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1393          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1394          */
1395         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1396                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1397                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1398                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1399                                 continue;
1400                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1401                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1402                                 goto try_next_zone;
1403
1404                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1405                         unsigned long mark;
1406                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1407                                 mark = zone->pages_min;
1408                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1409                                 mark = zone->pages_low;
1410                         else
1411                                 mark = zone->pages_high;
1412                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1413                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1414                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1415                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1416                                         goto this_zone_full;
1417                         }
1418                 }
1419
1420                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1421                 if (page)
1422                         break;
1423 this_zone_full:
1424                 if (NUMA_BUILD)
1425                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1426 try_next_zone:
1427                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1428                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1429                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1430                         zlc_active = 1;
1431                         did_zlc_setup = 1;
1432                 }
1433         }
1434
1435         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1436                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1437                 zlc_active = 0;
1438                 goto zonelist_scan;
1439         }
1440         return page;
1441 }
1442
1443 /*
1444  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1445  */
1446 struct page *
1447 __alloc_pages_internal(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1448                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1449 {
1450         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1451         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1452         struct zoneref *z;
1453         struct zone *zone;
1454         struct page *page;
1455         struct reclaim_state reclaim_state;
1456         struct task_struct *p = current;
1457         int do_retry;
1458         int alloc_flags;
1459         unsigned long did_some_progress;
1460         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1461
1462         might_sleep_if(wait);
1463
1464         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1465                 return NULL;
1466
1467 restart:
1468         z = zonelist->_zonerefs;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1469
1470         if (unlikely(!z->zone)) {
1471                 /*
1472                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1473                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1474                  */
1475                 return NULL;
1476         }
1477
1478         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1479                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1480         if (page)
1481                 goto got_pg;
1482
1483         /*
1484          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1485          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1486          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1487          * using a larger set of nodes after it has established that the
1488          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1489          * over allocated.
1490          */
1491         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1492                 goto nopage;
1493
1494         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1495                 wakeup_kswapd(zone, order);
1496
1497         /*
1498          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1499          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1500          * to how we want to proceed.
1501          *
1502          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1503          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1504          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1505          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1506          */
1507         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1508         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1509                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1510         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1511                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1512         if (wait)
1513                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1514
1515         /*
1516          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1517          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1518          *
1519          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1520          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1521          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1522          */
1523         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1524                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1525         if (page)
1526                 goto got_pg;
1527
1528         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1529
1530 rebalance:
1531         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1532                         && !in_interrupt()) {
1533                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1534 nofail_alloc:
1535                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1536                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1537                                 zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1538                         if (page)
1539                                 goto got_pg;
1540                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1541                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1542                                 goto nofail_alloc;
1543                         }
1544                 }
1545                 goto nopage;
1546         }
1547
1548         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1549         if (!wait)
1550                 goto nopage;
1551
1552         cond_resched();
1553
1554         /* We now go into synchronous reclaim */
1555         cpuset_memory_pressure_bump();
1556         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1557         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1558         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1559
1560         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask);
1561
1562         p->reclaim_state = NULL;
1563         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1564
1565         cond_resched();
1566
1567         if (order != 0)
1568                 drain_all_pages();
1569
1570         if (likely(did_some_progress)) {
1571                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1572                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1573                 if (page)
1574                         goto got_pg;
1575         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1576                 if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1577                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1578                         goto restart;
1579                 }
1580
1581                 /*
1582                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1583                  * very high watermark here, this is only to catch
1584                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1585                  * under heavy pressure.
1586                  */
1587                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1588                         order, zonelist, high_zoneidx,
1589                         ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1590                 if (page) {
1591                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1592                         goto got_pg;
1593                 }
1594
1595                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1596                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1597                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1598                         goto nopage;
1599                 }
1600
1601                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1602                 clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1603                 goto restart;
1604         }
1605
1606         /*
1607          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1608          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1609          *
1610          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1611          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1612          * implementations.
1613          *
1614          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1615          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1616          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1617          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1618          * allocation still fails, we stop retrying.
1619          */
1620         pages_reclaimed += did_some_progress;
1621         do_retry = 0;
1622         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1623                 if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1624                         do_retry = 1;
1625                 } else {
1626                         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT &&
1627                                 pages_reclaimed < (1 << order))
1628                                         do_retry = 1;
1629                 }
1630                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1631                         do_retry = 1;
1632         }
1633         if (do_retry) {
1634                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1635                 goto rebalance;
1636         }
1637
1638 nopage:
1639         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1640                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1641                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1642                         p->comm, order, gfp_mask);
1643                 dump_stack();
1644                 show_mem();
1645         }
1646 got_pg:
1647         return page;
1648 }
1649 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_internal);
1650
1651 /*
1652  * Common helper functions.
1653  */
1654 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1655 {
1656         struct page * page;
1657         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1658         if (!page)
1659                 return 0;
1660         return (unsigned long) page_address(page);
1661 }
1662
1663 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1664
1665 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1666 {
1667         struct page * page;
1668
1669         /*
1670          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1671          * a highmem page
1672          */
1673         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1674
1675         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1676         if (page)
1677                 return (unsigned long) page_address(page);
1678         return 0;
1679 }
1680
1681 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1682
1683 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1684 {
1685         int i = pagevec_count(pvec);
1686
1687         while (--i >= 0)
1688                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1689 }
1690
1691 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1692 {
1693         if (put_page_testzero(page)) {
1694                 if (order == 0)
1695                         free_hot_page(page);
1696                 else
1697                         __free_pages_ok(page, order);
1698         }
1699 }
1700
1701 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1702
1703 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1704 {
1705         if (addr != 0) {
1706                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1707                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1708         }
1709 }
1710
1711 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1712
1713 /**
1714  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1715  * @size: the number of bytes to allocate
1716  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1717  *
1718  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1719  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1720  * allocate memory in power-of-two pages.
1721  *
1722  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1723  *
1724  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1725  */
1726 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1727 {
1728         unsigned int order = get_order(size);
1729         unsigned long addr;
1730
1731         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1732         if (addr) {
1733                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1734                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1735
1736                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1737                 while (used < alloc_end) {
1738                         free_page(used);
1739                         used += PAGE_SIZE;
1740                 }
1741         }
1742
1743         return (void *)addr;
1744 }
1745 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1746
1747 /**
1748  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1749  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1750  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1751  *
1752  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1753  */
1754 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1755 {
1756         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1757         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1758
1759         while (addr < end) {
1760                 free_page(addr);
1761                 addr += PAGE_SIZE;
1762         }
1763 }
1764 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1765
1766 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1767 {
1768         struct zoneref *z;
1769         struct zone *zone;
1770
1771         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1772         unsigned int sum = 0;
1773
1774         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1775
1776         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1777                 unsigned long size = zone->present_pages;
1778                 unsigned long high = zone->pages_high;
1779                 if (size > high)
1780                         sum += size - high;
1781         }
1782
1783         return sum;
1784 }
1785
1786 /*
1787  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1788  */
1789 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1790 {
1791         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1792 }
1793 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1794
1795 /*
1796  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1797  */
1798 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1799 {
1800         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1801 }
1802
1803 static inline void show_node(struct zone *zone)
1804 {
1805         if (NUMA_BUILD)
1806                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1807 }
1808
1809 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1810 {
1811         val->totalram = totalram_pages;
1812         val->sharedram = 0;
1813         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1814         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1815         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1816         val->freehigh = nr_free_highpages();
1817         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1818 }
1819
1820 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1821
1822 #ifdef CONFIG_NUMA
1823 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1824 {
1825         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1826
1827         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1828         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1829 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1830         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1831         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1832                         NR_FREE_PAGES);
1833 #else
1834         val->totalhigh = 0;
1835         val->freehigh = 0;
1836 #endif
1837         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1838 }
1839 #endif
1840
1841 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1842
1843 /*
1844  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1845  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1846  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1847  */
1848 void show_free_areas(void)
1849 {
1850         int cpu;
1851         struct zone *zone;
1852
1853         for_each_zone(zone) {
1854                 if (!populated_zone(zone))
1855                         continue;
1856
1857                 show_node(zone);
1858                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1859
1860                 for_each_online_cpu(cpu) {
1861                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1862
1863                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1864
1865                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1866                                cpu, pageset->pcp.high,
1867                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1868                 }
1869         }
1870
1871         printk("Active_anon:%lu active_file:%lu inactive_anon:%lu\n"
1872                 " inactive_file:%lu"
1873 //TODO:  check/adjust line lengths
1874 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1875                 " unevictable:%lu"
1876 #endif
1877                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1878                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1879                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
1880                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
1881                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
1882                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
1883 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1884                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
1885 #endif
1886                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1887                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1888                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1889                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1890                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1891                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1892                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1893                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1894                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1895
1896         for_each_zone(zone) {
1897                 int i;
1898
1899                 if (!populated_zone(zone))
1900                         continue;
1901
1902                 show_node(zone);
1903                 printk("%s"
1904                         " free:%lukB"
1905                         " min:%lukB"
1906                         " low:%lukB"
1907                         " high:%lukB"
1908                         " active_anon:%lukB"
1909                         " inactive_anon:%lukB"
1910                         " active_file:%lukB"
1911                         " inactive_file:%lukB"
1912 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1913                         " unevictable:%lukB"
1914 #endif
1915                         " present:%lukB"
1916                         " pages_scanned:%lu"
1917                         " all_unreclaimable? %s"
1918                         "\n",
1919                         zone->name,
1920                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1921                         K(zone->pages_min),
1922                         K(zone->pages_low),
1923                         K(zone->pages_high),
1924                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
1925                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
1926                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
1927                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
1928 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1929                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
1930 #endif
1931                         K(zone->present_pages),
1932                         zone->pages_scanned,
1933                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1934                         );
1935                 printk("lowmem_reserve[]:");
1936                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1937                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1938                 printk("\n");
1939         }
1940
1941         for_each_zone(zone) {
1942                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1943
1944                 if (!populated_zone(zone))
1945                         continue;
1946
1947                 show_node(zone);
1948                 printk("%s: ", zone->name);
1949
1950                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1951                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1952                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1953                         total += nr[order] << order;
1954                 }
1955                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1956                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1957                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1958                 printk("= %lukB\n", K(total));
1959         }
1960
1961         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
1962
1963         show_swap_cache_info();
1964 }
1965
1966 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
1967 {
1968         zoneref->zone = zone;
1969         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
1970 }
1971
1972 /*
1973  * Builds allocation fallback zone lists.
1974  *
1975  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1976  */
1977 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1978                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1979 {
1980         struct zone *zone;
1981
1982         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1983         zone_type++;
1984
1985         do {
1986                 zone_type--;
1987                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1988                 if (populated_zone(zone)) {
1989                         zoneref_set_zone(zone,
1990                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
1991                         check_highest_zone(zone_type);
1992                 }
1993
1994         } while (zone_type);
1995         return nr_zones;
1996 }
1997
1998
1999 /*
2000  *  zonelist_order:
2001  *  0 = automatic detection of better ordering.
2002  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2003  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2004  *
2005  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2006  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2007  */
2008 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2009 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2010 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2011
2012 /* zonelist order in the kernel.
2013  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2014  */
2015 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2016 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2017
2018
2019 #ifdef CONFIG_NUMA
2020 /* The value user specified ....changed by config */
2021 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2022 /* string for sysctl */
2023 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2024 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2025
2026 /*
2027  * interface for configure zonelist ordering.
2028  * command line option "numa_zonelist_order"
2029  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2030  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2031  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2032  */
2033
2034 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2035 {
2036         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2037                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2038         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2039                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2040         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2041                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2042         } else {
2043                 printk(KERN_WARNING
2044                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2045                         "%s\n", s);
2046                 return -EINVAL;
2047         }
2048         return 0;
2049 }
2050
2051 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2052 {
2053         if (s)
2054                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2055         return 0;
2056 }
2057 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2058
2059 /*
2060  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2061  */
2062 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2063                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2064                 loff_t *ppos)
2065 {
2066         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2067         int ret;
2068
2069         if (write)
2070                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2071                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2072         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2073         if (ret)
2074                 return ret;
2075         if (write) {
2076                 int oldval = user_zonelist_order;
2077                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2078                         /*
2079                          * bogus value.  restore saved string
2080                          */
2081                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2082                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2083                         user_zonelist_order = oldval;
2084                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2085                         build_all_zonelists();
2086         }
2087         return 0;
2088 }
2089
2090
2091 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2092 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2093
2094 /**
2095  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2096  * @node: node whose fallback list we're appending
2097  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2098  *
2099  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2100  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2101  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2102  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2103  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2104  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2105  * on them otherwise.
2106  * It returns -1 if no node is found.
2107  */
2108 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2109 {
2110         int n, val;
2111         int min_val = INT_MAX;
2112         int best_node = -1;
2113         node_to_cpumask_ptr(tmp, 0);
2114
2115         /* Use the local node if we haven't already */
2116         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2117                 node_set(node, *used_node_mask);
2118                 return node;
2119         }
2120
2121         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2122
2123                 /* Don't want a node to appear more than once */
2124                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2125                         continue;
2126
2127                 /* Use the distance array to find the distance */
2128                 val = node_distance(node, n);
2129
2130                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2131                 val += (n < node);
2132
2133                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2134                 node_to_cpumask_ptr_next(tmp, n);
2135                 if (!cpus_empty(*tmp))
2136                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2137
2138                 /* Slight preference for less loaded node */
2139                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2140                 val += node_load[n];
2141
2142                 if (val < min_val) {
2143                         min_val = val;
2144                         best_node = n;
2145                 }
2146         }
2147
2148         if (best_node >= 0)
2149                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2150
2151         return best_node;
2152 }
2153
2154
2155 /*
2156  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2157  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2158  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2159  */
2160 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2161 {
2162         int j;
2163         struct zonelist *zonelist;
2164
2165         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2166         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2167                 ;
2168         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2169                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2170         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2171         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2172 }
2173
2174 /*
2175  * Build gfp_thisnode zonelists
2176  */
2177 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2178 {
2179         int j;
2180         struct zonelist *zonelist;
2181
2182         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2183         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2184         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2185         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2186 }
2187
2188 /*
2189  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2190  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2191  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2192  * may still exist in local DMA zone.
2193  */
2194 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2195
2196 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2197 {
2198         int pos, j, node;
2199         int zone_type;          /* needs to be signed */
2200         struct zone *z;
2201         struct zonelist *zonelist;
2202
2203         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2204         pos = 0;
2205         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2206                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2207                         node = node_order[j];
2208                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2209                         if (populated_zone(z)) {
2210                                 zoneref_set_zone(z,
2211                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2212                                 check_highest_zone(zone_type);
2213                         }
2214                 }
2215         }
2216         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2217         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2218 }
2219
2220 static int default_zonelist_order(void)
2221 {
2222         int nid, zone_type;
2223         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2224         struct zone *z;
2225         int average_size;
2226         /*
2227          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2228          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2229          * into OOM very easily.
2230          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2231          */
2232         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2233         low_kmem_size = 0;
2234         total_size = 0;
2235         for_each_online_node(nid) {
2236                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2237                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2238                         if (populated_zone(z)) {
2239                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2240                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2241                                 total_size += z->present_pages;
2242                         }
2243                 }
2244         }
2245         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2246             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2247                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2248         /*
2249          * look into each node's config.
2250          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2251          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2252          */
2253         average_size = total_size /
2254                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2255         for_each_online_node(nid) {
2256                 low_kmem_size = 0;
2257                 total_size = 0;
2258                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2259                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2260                         if (populated_zone(z)) {
2261                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2262                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2263                                 total_size += z->present_pages;
2264                         }
2265                 }
2266                 if (low_kmem_size &&
2267                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2268                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2269                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2270         }
2271         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2272 }
2273
2274 static void set_zonelist_order(void)
2275 {
2276         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2277                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2278         else
2279                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2280 }
2281
2282 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2283 {
2284         int j, node, load;
2285         enum zone_type i;
2286         nodemask_t used_mask;
2287         int local_node, prev_node;
2288         struct zonelist *zonelist;
2289         int order = current_zonelist_order;
2290
2291         /* initialize zonelists */
2292         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2293                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2294                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2295                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2296         }
2297
2298         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2299         local_node = pgdat->node_id;
2300         load = num_online_nodes();
2301         prev_node = local_node;
2302         nodes_clear(used_mask);
2303
2304         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2305         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2306         j = 0;
2307
2308         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2309                 int distance = node_distance(local_node, node);
2310
2311                 /*
2312                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2313                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2314                  */
2315                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2316                         zone_reclaim_mode = 1;
2317
2318                 /*
2319                  * We don't want to pressure a particular node.
2320                  * So adding penalty to the first node in same
2321                  * distance group to make it round-robin.
2322                  */
2323                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2324                         node_load[node] = load;
2325
2326                 prev_node = node;
2327                 load--;
2328                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2329                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2330                 else
2331                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2332         }
2333
2334         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2335                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2336                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2337         }
2338
2339         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2340 }
2341
2342 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2343 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2344 {
2345         struct zonelist *zonelist;
2346         struct zonelist_cache *zlc;
2347         struct zoneref *z;
2348
2349         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2350         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2351         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2352         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2353                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2354 }
2355
2356
2357 #else   /* CONFIG_NUMA */
2358
2359 static void set_zonelist_order(void)
2360 {
2361         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2362 }
2363
2364 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2365 {
2366         int node, local_node;
2367         enum zone_type j;
2368         struct zonelist *zonelist;
2369
2370         local_node = pgdat->node_id;
2371
2372         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2373         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2374
2375         /*
2376          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2377          * of all the other nodes.
2378          * We don't want to pressure a particular node, so when
2379          * building the zones for node N, we make sure that the
2380          * zones coming right after the local ones are those from
2381          * node N+1 (modulo N)
2382          */
2383         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2384                 if (!node_online(node))
2385                         continue;
2386                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2387                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2388         }
2389         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2390                 if (!node_online(node))
2391                         continue;
2392                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2393                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2394         }
2395
2396         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2397         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2398 }
2399
2400 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2401 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2402 {
2403         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2404 }
2405
2406 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2407
2408 /* return values int ....just for stop_machine() */
2409 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2410 {
2411         int nid;
2412
2413         for_each_online_node(nid) {
2414                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2415
2416                 build_zonelists(pgdat);
2417                 build_zonelist_cache(pgdat);
2418         }
2419         return 0;
2420 }
2421
2422 void build_all_zonelists(void)
2423 {
2424         set_zonelist_order();
2425
2426         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2427                 __build_all_zonelists(NULL);
2428                 mminit_verify_zonelist();
2429                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2430         } else {
2431                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2432                    of zonelist */
2433                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2434                 /* cpuset refresh routine should be here */
2435         }
2436         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2437         /*
2438          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2439          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2440          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2441          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2442          * disabled and enable it later
2443          */
2444         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2445                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2446         else
2447                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2448
2449         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2450                 "Total pages: %ld\n",
2451                         num_online_nodes(),
2452                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2453                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2454                         vm_total_pages);
2455 #ifdef CONFIG_NUMA
2456         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2457 #endif
2458 }
2459
2460 /*
2461  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2462  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2463  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2464  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2465  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2466  * conservative, even though it seems large.
2467  *
2468  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2469  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2470  */
2471 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2472
2473 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2474 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2475 {
2476         unsigned long size = 1;
2477
2478         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2479
2480         while (size < pages)
2481                 size <<= 1;
2482
2483         /*
2484          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2485          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2486          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2487          */
2488         size = min(size, 4096UL);
2489
2490         return max(size, 4UL);
2491 }
2492 #else
2493 /*
2494  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2495  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2496  *
2497  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2498  *
2499  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2500  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2501  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2502  *
2503  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2504  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2505  *
2506  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2507  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2508  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2509  */
2510 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2511 {
2512         return 4096UL;
2513 }
2514 #endif
2515
2516 /*
2517  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2518  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2519  * hash function before the remainder is taken.
2520  */
2521 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2522 {
2523         return ffz(~size);
2524 }
2525
2526 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2527
2528 /*
2529  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2530  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2531  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2532  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2533  * blocks as reclaim kicks in
2534  */
2535 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2536 {
2537         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2538         struct page *page;
2539         unsigned long reserve, block_migratetype;
2540
2541         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2542         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2543         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2544         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2545                                                         pageblock_order;
2546
2547         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2548                 if (!pfn_valid(pfn))
2549                         continue;
2550                 page = pfn_to_page(pfn);
2551
2552                 /* Watch out for overlapping nodes */
2553                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2554                         continue;
2555
2556                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2557                 if (PageReserved(page))
2558                         continue;
2559
2560                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2561
2562                 /* If this block is reserved, account for it */
2563                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2564                         reserve--;
2565                         continue;
2566                 }
2567
2568                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2569                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2570                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2571                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2572                         reserve--;
2573                         continue;
2574                 }
2575
2576                 /*
2577                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2578                  * take it back
2579                  */
2580                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2581                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2582                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2583                 }
2584         }
2585 }
2586
2587 /*
2588  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2589  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2590  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2591  */
2592 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2593                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2594 {
2595         struct page *page;
2596         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2597         unsigned long pfn;
2598         struct zone *z;
2599
2600         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2601         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2602                 /*
2603                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2604                  * handed to this function.  They do not
2605                  * exist on hotplugged memory.
2606                  */
2607                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2608                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2609                                 continue;
2610                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2611                                 continue;
2612                 }
2613                 page = pfn_to_page(pfn);
2614                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2615                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2616                 init_page_count(page);
2617                 reset_page_mapcount(page);
2618                 SetPageReserved(page);
2619                 /*
2620                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2621                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2622                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2623                  * the address space during boot when many long-lived
2624                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2625                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2626                  * setup_zone_migrate_reserve()
2627                  *
2628                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2629                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2630                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2631                  * pfn out of zone.
2632                  */
2633                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2634                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2635                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2636                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2637
2638                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2639 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2640                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2641                 if (!is_highmem_idx(zone))
2642                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2643 #endif
2644         }
2645 }
2646
2647 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2648 {
2649         int order, t;
2650         for_each_migratetype_order(order, t) {
2651                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2652                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2653         }
2654 }
2655
2656 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2657 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2658         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2659 #endif
2660
2661 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2662 {
2663         int batch;
2664
2665         /*
2666          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2667          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2668          *
2669          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2670          */
2671         batch = zone->present_pages / 1024;
2672         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2673                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2674         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2675         if (batch < 1)
2676                 batch = 1;
2677
2678         /*
2679          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2680          * of 2 value was found to be more likely to have
2681          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2682          *
2683          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2684          * batches of pages, one task can end up with a lot
2685          * of pages of one half of the possible page colors
2686          * and the other with pages of the other colors.
2687          */
2688         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2689
2690         return batch;
2691 }
2692
2693 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2694 {
2695         struct per_cpu_pages *pcp;
2696
2697         memset(p, 0, sizeof(*p));
2698
2699         pcp = &p->pcp;
2700         pcp->count = 0;
2701         pcp->high = 6 * batch;
2702         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2703         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2704 }
2705
2706 /*
2707  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2708  * to the value high for the pageset p.
2709  */
2710
2711 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2712                                 unsigned long high)
2713 {
2714         struct per_cpu_pages *pcp;
2715
2716         pcp = &p->pcp;
2717         pcp->high = high;
2718         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2719         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2720                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2721 }
2722
2723
2724 #ifdef CONFIG_NUMA
2725 /*
2726  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2727  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2728  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2729  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2730  * with interrupts disabled.
2731  *
2732  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2733  *
2734  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2735  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2736  * hotplugged processors.
2737  *
2738  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2739  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2740  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2741  */
2742 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2743
2744 /*
2745  * Dynamically allocate memory for the
2746  * per cpu pageset array in struct zone.
2747  */
2748 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2749 {
2750         struct zone *zone, *dzone;
2751         int node = cpu_to_node(cpu);
2752
2753         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2754
2755         for_each_zone(zone) {
2756
2757                 if (!populated_zone(zone))
2758                         continue;
2759
2760                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2761                                          GFP_KERNEL, node);
2762                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2763                         goto bad;
2764
2765                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2766
2767                 if (percpu_pagelist_fraction)
2768                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2769                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2770         }
2771
2772         return 0;
2773 bad:
2774         for_each_zone(dzone) {
2775                 if (!populated_zone(dzone))
2776                         continue;
2777                 if (dzone == zone)
2778                         break;
2779                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2780                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2781         }
2782         return -ENOMEM;
2783 }
2784
2785 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2786 {
2787         struct zone *zone;
2788
2789         for_each_zone(zone) {
2790                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2791
2792                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2793                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2794                         kfree(pset);
2795                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2796         }
2797 }
2798
2799 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2800                 unsigned long action,
2801                 void *hcpu)
2802 {
2803         int cpu = (long)hcpu;
2804         int ret = NOTIFY_OK;
2805
2806         switch (action) {
2807         case CPU_UP_PREPARE:
2808         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2809                 if (process_zones(cpu))
2810                         ret = NOTIFY_BAD;
2811                 break;
2812         case CPU_UP_CANCELED:
2813         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2814         case CPU_DEAD:
2815         case CPU_DEAD_FROZEN:
2816                 free_zone_pagesets(cpu);
2817                 break;
2818         default:
2819                 break;
2820         }
2821         return ret;
2822 }
2823
2824 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2825         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2826
2827 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2828 {
2829         int err;
2830
2831         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2832          * A cpuup callback will do this for every cpu
2833          * as it comes online
2834          */
2835         err = process_zones(smp_processor_id());
2836         BUG_ON(err);
2837         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2838 }
2839
2840 #endif
2841
2842 static noinline __init_refok
2843 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2844 {
2845         int i;
2846         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2847         size_t alloc_size;
2848
2849         /*
2850          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2851          * per zone.
2852          */
2853         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2854                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2855         zone->wait_table_bits =
2856                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2857         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2858                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2859
2860         if (!slab_is_available()) {
2861                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2862                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2863         } else {
2864                 /*
2865                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2866                  * via memory hot-add.
2867                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2868                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2869                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2870                  * node itself as well.
2871                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2872                  * necessary.
2873                  */
2874                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2875         }
2876         if (!zone->wait_table)
2877                 return -ENOMEM;
2878
2879         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2880                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2881
2882         return 0;
2883 }
2884
2885 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2886 {
2887         int cpu;
2888         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2889
2890         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2891 #ifdef CONFIG_NUMA
2892                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2893                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2894                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2895 #else
2896                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2897 #endif
2898         }
2899         if (zone->present_pages)
2900                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2901                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2902 }
2903
2904 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2905                                         unsigned long zone_start_pfn,
2906                                         unsigned long size,
2907                                         enum memmap_context context)
2908 {
2909         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2910         int ret;
2911         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2912         if (ret)
2913                 return ret;
2914         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2915
2916         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2917
2918         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
2919                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
2920                         pgdat->node_id,
2921                         (unsigned long)zone_idx(zone),
2922                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
2923
2924         zone_init_free_lists(zone);
2925
2926         return 0;
2927 }
2928
2929 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2930 /*
2931  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2932  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2933  */
2934 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2935 {
2936         int i;
2937
2938         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2939                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2940                         return i;
2941
2942         return -1;
2943 }
2944
2945 /*
2946  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2947  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
2948  */
2949 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2950 {
2951         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2952                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2953                         return index;
2954
2955         return -1;
2956 }
2957
2958 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2959 /*
2960  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2961  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2962  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2963  * alternative
2964  */
2965 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2966 {
2967         int i;
2968
2969         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2970                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2971                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2972
2973                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2974                         return early_node_map[i].nid;
2975         }
2976
2977         return 0;
2978 }
2979 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2980
2981 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2982 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2983         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2984                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2985
2986 /**
2987  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2988  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2989  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2990  *
2991  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2992  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2993  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2994  */
2995 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2996                                                 unsigned long max_low_pfn)
2997 {
2998         int i;
2999
3000         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3001                 unsigned long size_pages = 0;
3002                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3003
3004                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3005                         continue;
3006
3007                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3008                         end_pfn = max_low_pfn;
3009
3010                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3011                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3012                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3013                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3014         }
3015 }
3016
3017 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3018 {
3019         int i;
3020         int ret;
3021
3022         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3023                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3024                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3025                 if (ret)
3026                         break;
3027         }
3028 }
3029 /**
3030  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3031  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3032  *
3033  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3034  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3035  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3036  */
3037 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3038 {
3039         int i;
3040
3041         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3042                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3043                                 early_node_map[i].start_pfn,
3044                                 early_node_map[i].end_pfn);
3045 }
3046
3047 /**
3048  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
3049  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
3050  * @start_pfn: The start pfn of the node
3051  * @end_pfn: The end pfn of the node
3052  *
3053  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
3054  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
3055  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
3056  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
3057  * be used later.
3058  */
3059 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3060 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3061                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3062 {
3063         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3064                         "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
3065                         nid, start_pfn, end_pfn);
3066
3067         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
3068         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3069                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
3070
3071         /* Update the boundaries */
3072         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
3073                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
3074         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
3075                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
3076 }
3077
3078 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
3079 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3080                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3081 {
3082         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3083                         "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
3084                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
3085
3086         /* Return if boundary information has not been provided */
3087         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3088                 return;
3089
3090         /* Check the boundaries and update if necessary */
3091         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
3092                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
3093         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
3094                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
3095 }
3096 #else
3097 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3098                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
3099
3100 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3101                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
3102 #endif
3103
3104
3105 /**
3106  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3107  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3108  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3109  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3110  *
3111  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3112  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3113  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3114  * PFNs will be 0.
3115  */
3116 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3117                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3118 {
3119         int i;
3120         *start_pfn = -1UL;
3121         *end_pfn = 0;
3122
3123         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3124                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3125                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3126         }
3127
3128         if (*start_pfn == -1UL)
3129                 *start_pfn = 0;
3130
3131         /* Push the node boundaries out if requested */
3132         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3133 }
3134
3135 /*
3136  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3137  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3138  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3139  */
3140 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3141 {
3142         int zone_index;
3143         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3144                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3145                         continue;
3146
3147                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3148                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3149                         break;
3150         }
3151
3152         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3153         movable_zone = zone_index;
3154 }
3155
3156 /*
3157  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3158  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3159  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3160  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3161  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3162  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3163  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3164  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3165  */
3166 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3167                                         unsigned long zone_type,
3168                                         unsigned long node_start_pfn,
3169                                         unsigned long node_end_pfn,
3170                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3171                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3172 {
3173         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3174         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3175                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3176                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3177                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3178                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3179                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3180
3181                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3182                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3183                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3184                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3185
3186                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3187                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3188                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3189         }
3190 }
3191
3192 /*
3193  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3194  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3195  */
3196 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3197                                         unsigned long zone_type,
3198                                         unsigned long *ignored)
3199 {
3200         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3201         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3202
3203         /* Get the start and end of the node and zone */
3204         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3205         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3206         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3207         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3208                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3209                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3210
3211         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3212         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3213                 return 0;
3214
3215         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3216         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3217         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3218
3219         /* Return the spanned pages */
3220         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3221 }
3222
3223 /*
3224  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3225  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3226  */
3227 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3228                                 unsigned long range_start_pfn,
3229                                 unsigned long range_end_pfn)
3230 {
3231         int i = 0;
3232         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3233         unsigned long start_pfn;
3234
3235         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3236         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3237         if (i == -1)
3238                 return 0;
3239
3240         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3241
3242         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3243         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3244                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3245
3246         /* Find all holes for the zone within the node */
3247         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3248
3249                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3250                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3251                         break;
3252
3253                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3254                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3255                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3256
3257                 /* Update the hole size cound and move on */
3258                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3259                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3260                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3261                 }
3262                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3263         }
3264
3265         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3266         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3267                 hole_pages += range_end_pfn -
3268                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3269
3270         return hole_pages;
3271 }
3272
3273 /**
3274  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3275  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3276  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3277  *
3278  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3279  */
3280 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3281                                                         unsigned long end_pfn)
3282 {
3283         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3284 }
3285
3286 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3287 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3288                                         unsigned long zone_type,
3289                                         unsigned long *ignored)
3290 {
3291         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3292         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3293
3294         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3295         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3296                                                         node_start_pfn);
3297         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3298                                                         node_end_pfn);
3299
3300         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3301                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3302                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3303         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3304 }
3305
3306 #else
3307 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3308                                         unsigned long zone_type,
3309                                         unsigned long *zones_size)
3310 {
3311         return zones_size[zone_type];
3312 }
3313
3314 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3315                                                 unsigned long zone_type,
3316                                                 unsigned long *zholes_size)
3317 {
3318         if (!zholes_size)
3319                 return 0;
3320
3321         return zholes_size[zone_type];
3322 }
3323
3324 #endif
3325
3326 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3327                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3328 {
3329         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3330         enum zone_type i;
3331
3332         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3333                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3334                                                                 zones_size);
3335         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3336
3337         realtotalpages = totalpages;
3338         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3339                 realtotalpages -=
3340                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3341                                                                 zholes_size);
3342         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3343         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3344                                                         realtotalpages);
3345 }
3346
3347 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3348 /*
3349  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3350  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3351  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3352  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3353  * bytes.
3354  */
3355 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3356 {
3357         unsigned long usemapsize;
3358
3359         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3360         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3361         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3362         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3363
3364         return usemapsize / 8;
3365 }
3366
3367 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3368                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3369 {
3370         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3371         zone->pageblock_flags = NULL;
3372         if (usemapsize) {
3373                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3374                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3375         }
3376 }
3377 #else
3378 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3379                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3380 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3381
3382 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3383
3384 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3385 static inline int pageblock_default_order(void)
3386 {
3387         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3388                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3389
3390         return MAX_ORDER-1;
3391 }
3392
3393 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3394 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3395 {
3396         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3397         if (pageblock_order)
3398                 return;
3399
3400         /*
3401          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3402          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3403          */
3404         pageblock_order = order;
3405 }
3406 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3407
3408 /*
3409  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3410  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3411  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3412  * pageblock_order based on the kernel config
3413  */
3414 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3415 {
3416         return MAX_ORDER-1;
3417 }
3418 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3419
3420 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3421
3422 /*
3423  * Set up the zone data structures:
3424  *   - mark all pages reserved
3425  *   - mark all memory queues empty
3426  *   - clear the memory bitmaps
3427  */
3428 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3429                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3430 {
3431         enum zone_type j;
3432         int nid = pgdat->node_id;
3433         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3434         int ret;
3435
3436         pgdat_resize_init(pgdat);
3437         pgdat->nr_zones = 0;
3438         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3439         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3440         
3441         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3442                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3443                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3444                 enum lru_list l;
3445
3446                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3447                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3448                                                                 zholes_size);
3449
3450                 /*
3451                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3452                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3453                  * and per-cpu initialisations
3454                  */
3455                 memmap_pages =
3456                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3457                 if (realsize >= memmap_pages) {
3458                         realsize -= memmap_pages;
3459                         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3460                                 "%s zone: %lu pages used for memmap\n",
3461                                 zone_names[j], memmap_pages);
3462                 } else
3463                         printk(KERN_WARNING
3464                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3465                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3466
3467                 /* Account for reserved pages */
3468                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3469                         realsize -= dma_reserve;
3470                         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3471                                         "%s zone: %lu pages reserved\n",
3472                                         zone_names[0], dma_reserve);
3473                 }
3474
3475                 if (!is_highmem_idx(j))
3476                         nr_kernel_pages += realsize;
3477                 nr_all_pages += realsize;
3478
3479                 zone->spanned_pages = size;
3480                 zone->present_pages = realsize;
3481 #ifdef CONFIG_NUMA
3482                 zone->node = nid;
3483                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3484                                                 / 100;
3485                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3486 #endif
3487                 zone->name = zone_names[j];
3488                 spin_lock_init(&zone->lock);
3489                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3490                 zone_seqlock_init(zone);
3491                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3492
3493                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3494
3495                 zone_pcp_init(zone);
3496                 for_each_lru(l) {
3497                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3498                         zone->lru[l].nr_scan = 0;
3499                 }
3500                 zone->recent_rotated[0] = 0;
3501                 zone->recent_rotated[1] = 0;
3502                 zone->recent_scanned[0] = 0;
3503                 zone->recent_scanned[1] = 0;
3504                 zap_zone_vm_stats(zone);
3505                 zone->flags = 0;
3506                 if (!size)
3507                         continue;
3508
3509                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3510                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3511                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3512                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3513                 BUG_ON(ret);
3514                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3515                 zone_start_pfn += size;
3516         }
3517 }
3518
3519 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3520 {
3521         /* Skip empty nodes */
3522         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3523                 return;
3524
3525 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3526         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3527         if (!pgdat->node_mem_map) {
3528                 unsigned long size, start, end;
3529                 struct page *map;
3530
3531                 /*
3532                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3533                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3534                  * for the buddy allocator to function correctly.
3535                  */
3536                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3537                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3538                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3539                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3540                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3541                 if (!map)
3542                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3543                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3544         }
3545 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3546         /*
3547          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3548          */
3549         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3550                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3551 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3552                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3553                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3554 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3555         }
3556 #endif
3557 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3558 }
3559
3560 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3561                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3562 {
3563         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3564
3565         pgdat->node_id = nid;
3566         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3567         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3568
3569         alloc_node_mem_map(pgdat);
3570 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3571         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3572                 nid, (unsigned long)pgdat,
3573                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3574 #endif
3575
3576         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3577 }
3578
3579 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3580
3581 #if MAX_NUMNODES > 1
3582 /*
3583  * Figure out the number of possible node ids.
3584  */
3585 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3586 {
3587         unsigned int node;
3588         unsigned int highest = 0;
3589
3590         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3591                 highest = node;
3592         nr_node_ids = highest + 1;
3593 }
3594 #else
3595 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3596 {
3597 }
3598 #endif
3599
3600 /**
3601  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3602  * @nid: The node ID the range resides on
3603  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3604  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3605  *
3606  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3607  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3608  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3609  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3610  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3611  */
3612 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3613                                                 unsigned long end_pfn)
3614 {
3615         int i;
3616
3617         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3618                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3619                         "%d entries of %d used\n",
3620                         nid, start_pfn, end_pfn,
3621                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3622
3623         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3624
3625         /* Merge with existing active regions if possible */
3626         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3627                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3628                         continue;
3629
3630                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3631                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3632                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3633                         return;
3634
3635                 /* Merge forward if suitable */
3636                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3637                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3638                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3639                         return;
3640                 }
3641
3642                 /* Merge backward if suitable */
3643                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3644                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3645                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3646                         return;
3647                 }
3648         }
3649
3650         /* Check that early_node_map is large enough */
3651         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3652                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3653                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3654                 return;
3655         }
3656
3657         early_node_map[i].nid = nid;
3658         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3659         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3660         nr_nodemap_entries = i + 1;
3661 }
3662
3663 /**
3664  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3665  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3666  * @start_pfn: The new PFN of the range
3667  * @end_pfn: The new PFN of the range
3668  *
3669  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3670  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3671  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3672  * range.
3673  */
3674 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3675                                 unsigned long end_pfn)
3676 {
3677         int i, j;
3678         int removed = 0;
3679
3680         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3681                           nid, start_pfn, end_pfn);
3682
3683         /* Find the old active region end and shrink */
3684         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3685                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3686                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3687                         /* clear it */
3688                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3689                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3690                         removed = 1;
3691                         continue;
3692                 }
3693                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3694                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3695                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3696                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3697                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3698                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3699                         continue;
3700                 }
3701                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3702                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3703                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3704                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3705                         continue;
3706                 }
3707         }
3708
3709         if (!removed)
3710                 return;
3711
3712         /* remove the blank ones */
3713         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3714                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3715                         continue;
3716                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3717                         continue;
3718                 /* we found it, get rid of it */
3719                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3720                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3721                                 sizeof(early_node_map[j]));
3722                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3723                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3724                 nr_nodemap_entries--;
3725         }
3726 }
3727
3728 /**
3729  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3730  *
3731  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3732  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3733  * all currently registered regions.
3734  */
3735 void __init remove_all_active_ranges(void)
3736 {
3737         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3738         nr_nodemap_entries = 0;
3739 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3740         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3741         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3742 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3743 }
3744
3745 /* Compare two active node_active_regions */
3746 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3747 {
3748         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3749         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3750
3751         /* Done this way to avoid overflows */
3752         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3753                 return 1;
3754         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3755                 return -1;
3756
3757         return 0;
3758 }
3759
3760 /* sort the node_map by start_pfn */
3761 static void __init sort_node_map(void)
3762 {
3763         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3764                         sizeof(struct node_active_region),
3765                         cmp_node_active_region, NULL);
3766 }
3767
3768 /* Find the lowest pfn for a node */
3769 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3770 {
3771         int i;
3772         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3773
3774         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3775         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3776                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3777
3778         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3779                 printk(KERN_WARNING
3780                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3781                 return 0;
3782         }
3783
3784         return min_pfn;
3785 }
3786
3787 /**
3788  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3789  *
3790  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3791  * add_active_range().
3792  */
3793 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3794 {
3795         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3796 }
3797
3798 /*
3799  * early_calculate_totalpages()
3800  * Sum pages in active regions for movable zone.
3801  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3802  */
3803 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3804 {
3805         int i;
3806         unsigned long totalpages = 0;
3807
3808         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3809                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3810                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3811                 totalpages += pages;
3812                 if (pages)
3813                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3814         }
3815         return totalpages;
3816 }
3817
3818 /*
3819  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3820  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3821  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3822  * others
3823  */
3824 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3825 {
3826         int i, nid;
3827         unsigned long usable_startpfn;
3828         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3829         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3830         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3831
3832         /*
3833          * If movablecore was specified, calculate what size of
3834          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3835          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3836          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3837          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3838          * what movablecore would have allowed.
3839          */
3840         if (required_movablecore) {
3841                 unsigned long corepages;
3842
3843                 /*
3844                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3845                  * was requested by the user
3846                  */
3847                 required_movablecore =
3848                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3849                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3850
3851                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3852         }
3853
3854         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3855         if (!required_kernelcore)
3856                 return;
3857
3858         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3859         find_usable_zone_for_movable();
3860         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3861
3862 restart:
3863         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3864         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3865         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3866                 /*
3867                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3868                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3869                  * amount of memory for the kernel
3870                  */
3871                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3872                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3873
3874                 /*
3875                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3876                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3877                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3878                  */
3879                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3880
3881                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3882                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3883                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3884                         unsigned long size_pages;
3885
3886                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3887                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3888                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3889                         if (start_pfn >= end_pfn)
3890                                 continue;
3891
3892                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3893                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3894                                 unsigned long kernel_pages;
3895                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3896                                                                 - start_pfn;
3897
3898                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3899                                                         kernelcore_remaining);
3900                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3901                                                         required_kernelcore);
3902
3903                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3904                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3905
3906                                         /*
3907                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3908                                          * that if we have to rebalance
3909                                          * kernelcore across nodes, we will
3910                                          * not double account here
3911                                          */
3912                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3913                                         continue;
3914                                 }
3915                                 start_pfn = usable_startpfn;
3916                         }
3917
3918                         /*
3919                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3920                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3921                          * number of pages used as kernelcore
3922                          */
3923                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3924                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3925                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3926                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3927
3928                         /*
3929                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3930                          * break if the kernelcore for this node has been
3931                          * satisified
3932                          */
3933                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3934                                                                 size_pages);
3935                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3936                         if (!kernelcore_remaining)
3937                                 break;
3938                 }
3939         }
3940
3941         /*
3942          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3943          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3944          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3945          * satisified
3946          */
3947         usable_nodes--;
3948         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
3949                 goto restart;
3950
3951         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
3952         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
3953                 zone_movable_pfn[nid] =
3954                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
3955 }
3956
3957 /* Any regular memory on that node ? */
3958 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
3959 {
3960 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
3961         enum zone_type zone_type;
3962
3963         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
3964                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
3965                 if (zone->present_pages)
3966                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
3967         }
3968 #endif
3969 }
3970
3971 /**
3972  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3973  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
3974  *
3975  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
3976  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
3977  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
3978  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
3979  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
3980  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
3981  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
3982  * at arch_max_dma_pfn.
3983  */
3984 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
3985 {
3986         unsigned long nid;
3987         int i;
3988
3989         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
3990         sort_node_map();
3991
3992         /* Record where the zone boundaries are */
3993         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
3994                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
3995         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
3996                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
3997         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
3998         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
3999         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4000                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4001                         continue;
4002                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4003                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4004                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4005                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4006         }
4007         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4008         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4009
4010         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4011         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4012         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4013
4014         /* Print out the zone ranges */
4015         printk("Zone PFN ranges:\n");
4016         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4017                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4018                         continue;
4019                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4020                                 zone_names[i],
4021                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4022                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4023         }
4024
4025         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4026         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4027         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4028                 if (zone_movable_pfn[i])
4029                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4030         }
4031
4032         /* Print out the early_node_map[] */
4033         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4034         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4035                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4036                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4037                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4038
4039         /* Initialise every node */
4040         mminit_verify_pageflags_layout();
4041         setup_nr_node_ids();
4042         for_each_online_node(nid) {
4043                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4044                 free_area_init_node(nid, NULL,
4045                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4046
4047                 /* Any memory on that node */
4048                 if (pgdat->node_present_pages)
4049                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4050                 check_for_regular_memory(pgdat);
4051         }
4052 }
4053
4054 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4055 {
4056         unsigned long long coremem;
4057         if (!p)
4058                 return -EINVAL;
4059
4060         coremem = memparse(p, &p);
4061         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4062
4063         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4064         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4065
4066         return 0;
4067 }
4068
4069 /*
4070  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4071  * cannot be reclaimed or migrated.
4072  */
4073 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4074 {
4075         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4076 }
4077
4078 /*
4079  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4080  * can be reclaimed or migrated.
4081  */
4082 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4083 {
4084         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4085 }
4086
4087 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4088 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4089
4090 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4091
4092 /**
4093  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4094  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4095  *
4096  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4097  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4098  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4099  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4100  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4101  * smaller per-cpu batchsize.
4102  */
4103 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4104 {
4105         dma_reserve = new_dma_reserve;
4106 }
4107
4108 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4109 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4110 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4111 #endif
4112
4113 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4114 {
4115         free_area_init_node(0, zones_size,
4116                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4117 }
4118
4119 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4120                                  unsigned long action, void *hcpu)
4121 {
4122         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4123
4124         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4125                 drain_pages(cpu);
4126
4127                 /*
4128                  * Spill the event counters of the dead processor
4129                  * into the current processors event counters.
4130                  * This artificially elevates the count of the current
4131                  * processor.
4132                  */
4133                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4134
4135                 /*
4136                  * Zero the differential counters of the dead processor
4137                  * so that the vm statistics are consistent.
4138                  *
4139                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4140                  * race with what we are doing.
4141                  */
4142                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4143         }
4144         return NOTIFY_OK;
4145 }
4146
4147 void __init page_alloc_init(void)
4148 {
4149         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4150 }
4151
4152 /*
4153  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4154  *      or min_free_kbytes changes.
4155  */
4156 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4157 {
4158         struct pglist_data *pgdat;
4159         unsigned long reserve_pages = 0;
4160         enum zone_type i, j;
4161
4162         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4163                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4164                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4165                         unsigned long max = 0;
4166
4167                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4168                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4169                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4170                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4171                         }
4172
4173                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4174                         max += zone->pages_high;
4175
4176                         if (max > zone->present_pages)
4177                                 max = zone->present_pages;
4178                         reserve_pages += max;
4179                 }
4180         }
4181         totalreserve_pages = reserve_pages;
4182 }
4183
4184 /*
4185  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4186  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4187  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4188  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4189  */
4190 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4191 {
4192         struct pglist_data *pgdat;
4193         enum zone_type j, idx;
4194
4195         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4196                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4197                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4198                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4199
4200                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4201
4202                         idx = j;
4203                         while (idx) {
4204                                 struct zone *lower_zone;
4205
4206                                 idx--;
4207
4208                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4209                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4210
4211                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4212                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4213                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4214                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4215                         }
4216                 }
4217         }
4218
4219         /* update totalreserve_pages */
4220         calculate_totalreserve_pages();
4221 }
4222
4223 /**
4224  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4225  *
4226  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4227  * with respect to min_free_kbytes.
4228  */
4229 void setup_per_zone_pages_min(void)
4230 {
4231         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4232         unsigned long lowmem_pages = 0;
4233         struct zone *zone;
4234         unsigned long flags;
4235
4236         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4237         for_each_zone(zone) {
4238                 if (!is_highmem(zone))
4239                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4240         }
4241
4242         for_each_zone(zone) {
4243                 u64 tmp;
4244
4245                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4246                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4247                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4248                 if (is_highmem(zone)) {
4249                         /*
4250                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4251                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4252                          * value here.
4253                          *
4254                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4255                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4256                          * not be capped for highmem.
4257                          */
4258                         int min_pages;
4259
4260                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4261                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4262                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4263                         if (min_pages > 128)
4264                                 min_pages = 128;
4265                         zone->pages_min = min_pages;
4266                 } else {
4267                         /*
4268                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4269                          * proportionate to the zone's size.
4270                          */
4271                         zone->pages_min = tmp;
4272                 }
4273
4274                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4275                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4276                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4277                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4278         }
4279
4280         /* update totalreserve_pages */
4281         calculate_totalreserve_pages();
4282 }
4283
4284 /**
4285  * setup_per_zone_inactive_ratio - called when min_free_kbytes changes.
4286  *
4287  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4288  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4289  * to be referenced again before it is swapped out.
4290  *
4291  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4292  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4293  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4294  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4295  *
4296  * total     target    max
4297  * memory    ratio     inactive anon
4298  * -------------------------------------
4299  *   10MB       1         5MB
4300  *  100MB       1        50MB
4301  *    1GB       3       250MB
4302  *   10GB      10       0.9GB
4303  *  100GB      31         3GB
4304  *    1TB     101        10GB
4305  *   10TB     320        32GB
4306  */
4307 void setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4308 {
4309         struct zone *zone;
4310
4311         for_each_zone(zone) {
4312                 unsigned int gb, ratio;
4313
4314                 /* Zone size in gigabytes */
4315                 gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4316                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4317                 if (!ratio)
4318                         ratio = 1;
4319
4320                 zone->inactive_ratio = ratio;
4321         }
4322 }
4323
4324 /*
4325  * Initialise min_free_kbytes.
4326  *
4327  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4328  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4329  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4330  *
4331  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4332  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4333  *
4334  * which yields
4335  *
4336  * 16MB:        512k
4337  * 32MB:        724k
4338  * 64MB:        1024k
4339  * 128MB:       1448k
4340  * 256MB:       2048k
4341  * 512MB:       2896k
4342  * 1024MB:      4096k
4343  * 2048MB:      5792k
4344  * 4096MB:      8192k
4345  * 8192MB:      11584k
4346  * 16384MB:     16384k
4347  */
4348 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4349 {
4350         unsigned long lowmem_kbytes;
4351
4352         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4353
4354         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4355         if (min_free_kbytes < 128)
4356                 min_free_kbytes = 128;
4357         if (min_free_kbytes > 65536)
4358                 min_free_kbytes = 65536;
4359         setup_per_zone_pages_min();
4360         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4361         setup_per_zone_inactive_ratio();
4362         return 0;
4363 }
4364 module_init(init_per_zone_pages_min)
4365
4366 /*
4367  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4368  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4369  *      changes.
4370  */
4371 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4372         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4373 {
4374         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4375         if (write)
4376                 setup_per_zone_pages_min();
4377         return 0;
4378 }
4379
4380 #ifdef CONFIG_NUMA
4381 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4382         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4383 {
4384         struct zone *zone;
4385         int rc;
4386
4387         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4388         if (rc)
4389                 return rc;
4390
4391         for_each_zone(zone)
4392                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4393                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4394         return 0;
4395 }
4396
4397 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4398         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4399 {
4400         struct zone *zone;
4401         int rc;
4402
4403         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4404         if (rc)
4405                 return rc;
4406
4407         for_each_zone(zone)
4408                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4409                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4410         return 0;
4411 }
4412 #endif
4413
4414 /*
4415  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4416  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4417  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4418  *
4419  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4420  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4421  * if in function of the boot time zone sizes.
4422  */
4423 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4424         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4425 {
4426         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4427         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4428         return 0;
4429 }
4430
4431 /*
4432  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4433  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4434  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4435  */
4436
4437 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4438         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4439 {
4440         struct zone *zone;
4441         unsigned int cpu;
4442         int ret;
4443
4444         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4445         if (!write || (ret == -EINVAL))
4446                 return ret;
4447         for_each_zone(zone) {
4448                 for_each_online_cpu(cpu) {
4449                         unsigned long  high;
4450                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4451                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4452                 }
4453         }
4454         return 0;
4455 }
4456
4457 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4458
4459 #ifdef CONFIG_NUMA
4460 static int __init set_hashdist(char *str)
4461 {
4462         if (!str)
4463                 return 0;
4464         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4465         return 1;
4466 }
4467 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4468 #endif
4469
4470 /*
4471  * allocate a large system hash table from bootmem
4472  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4473  *   quantity of entries
4474  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4475  */
4476 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4477                                      unsigned long bucketsize,
4478                                      unsigned long numentries,
4479                                      int scale,
4480                                      int flags,
4481                                      unsigned int *_hash_shift,
4482                                      unsigned int *_hash_mask,
4483                                      unsigned long limit)
4484 {
4485         unsigned long long max = limit;
4486         unsigned long log2qty, size;
4487         void *table = NULL;
4488
4489         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4490         if (!numentries) {
4491                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4492                 numentries = nr_kernel_pages;
4493                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4494                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4495                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4496
4497                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4498                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4499                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4500                 else
4501                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4502
4503                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4504                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4505                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4506         }
4507         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4508
4509         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4510         if (max == 0) {
4511                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4512                 do_div(max, bucketsize);
4513         }
4514
4515         if (numentries > max)
4516                 numentries = max;
4517
4518         log2qty = ilog2(numentries);
4519
4520         do {
4521                 size = bucketsize << log2qty;
4522                 if (flags & HASH_EARLY)
4523                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4524                 else if (hashdist)
4525                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4526                 else {
4527                         unsigned long order = get_order(size);
4528                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
4529                         /*
4530                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4531                          * some pages at the end of hash table.
4532                          */
4533                         if (table) {
4534                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4535                                                 (PAGE_SIZE << order);
4536                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4537                                                 PAGE_ALIGN(size);
4538                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4539                                 while (used < alloc_end) {
4540                                         free_page(used);
4541                                         used += PAGE_SIZE;
4542                                 }
4543                         }
4544                 }
4545         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4546
4547         if (!table)
4548                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4549
4550         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4551                tablename,
4552                (1U << log2qty),
4553                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4554                size);
4555
4556         if (_hash_shift)
4557                 *_hash_shift = log2qty;
4558         if (_hash_mask)
4559                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4560
4561         return table;
4562 }
4563
4564 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
4565 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
4566 {
4567         return __pfn_to_page(pfn);
4568 }
4569 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
4570 {
4571         return __page_to_pfn(page);
4572 }
4573 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
4574 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
4575 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
4576
4577 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4578 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4579                                                         unsigned long pfn)
4580 {
4581 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4582         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4583 #else
4584         return zone->pageblock_flags;
4585 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4586 }
4587
4588 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4589 {
4590 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4591         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4592         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4593 #else
4594         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4595         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4596 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4597 }
4598
4599 /**
4600  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4601  * @page: The page within the block of interest
4602  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4603  * @end_bitidx: The last bit of interest
4604  * returns pageblock_bits flags
4605  */
4606 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4607                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4608 {
4609         struct zone *zone;
4610         unsigned long *bitmap;
4611         unsigned long pfn, bitidx;
4612         unsigned long flags = 0;
4613         unsigned long value = 1;
4614
4615         zone = page_zone(page);
4616         pfn = page_to_pfn(page);
4617         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4618         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4619
4620         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4621                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4622                         flags |= value;
4623
4624         return flags;
4625 }
4626
4627 /**
4628  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4629  * @page: The page within the block of interest
4630  * @start_bitidx: The first bit of interest
4631  * @end_bitidx: The last bit of interest
4632  * @flags: The flags to set
4633  */
4634 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4635                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4636 {
4637         struct zone *zone;
4638         unsigned long *bitmap;
4639         unsigned long pfn, bitidx;
4640         unsigned long value = 1;
4641
4642         zone = page_zone(page);
4643         pfn = page_to_pfn(page);
4644         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4645         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4646         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4647         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4648
4649         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4650                 if (flags & value)
4651                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4652                 else
4653                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4654 }
4655
4656 /*
4657  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4658  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4659  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4660  */
4661
4662 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4663 {
4664         struct zone *zone;
4665         unsigned long flags;
4666         int ret = -EBUSY;
4667
4668         zone = page_zone(page);
4669         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4670         /*
4671          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4672          */
4673         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4674                 goto out;
4675         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4676         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4677         ret = 0;
4678 out:
4679         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4680         if (!ret)
4681                 drain_all_pages();
4682         return ret;
4683 }
4684
4685 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4686 {
4687         struct zone *zone;
4688         unsigned long flags;
4689         zone = page_zone(page);
4690         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4691         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4692                 goto out;
4693         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4694         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4695 out:
4696         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4697 }
4698
4699 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4700 /*
4701  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4702  */
4703 void
4704 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4705 {
4706         struct page *page;
4707         struct zone *zone;
4708         int order, i;
4709         unsigned long pfn;
4710         unsigned long flags;
4711         /* find the first valid pfn */
4712         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4713                 if (pfn_valid(pfn))
4714                         break;
4715         if (pfn == end_pfn)
4716                 return;
4717         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4718         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4719         pfn = start_pfn;
4720         while (pfn < end_pfn) {
4721                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4722                         pfn++;
4723                         continue;
4724                 }
4725                 page = pfn_to_page(pfn);
4726                 BUG_ON(page_count(page));
4727                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4728                 order = page_order(page);
4729 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4730                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4731                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4732 #endif
4733                 list_del(&page->lru);
4734                 rmv_page_order(page);
4735                 zone->free_area[order].nr_free--;
4736                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4737                                       - (1UL << order));
4738                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4739                         SetPageReserved((page+i));
4740                 pfn += (1 << order);
4741         }
4742         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4743 }
4744 #endif