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