]> www.pilppa.org Git - linux-2.6-omap-h63xx.git/blob - mm/page_alloc.c
hugetlb: pull gigantic page initialisation out of the default path
[linux-2.6-omap-h63xx.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/oom.h>
32 #include <linux/notifier.h>
33 #include <linux/topology.h>
34 #include <linux/sysctl.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/memory_hotplug.h>
38 #include <linux/nodemask.h>
39 #include <linux/vmalloc.h>
40 #include <linux/mempolicy.h>
41 #include <linux/stop_machine.h>
42 #include <linux/sort.h>
43 #include <linux/pfn.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/fault-inject.h>
46 #include <linux/page-isolation.h>
47 #include <linux/page_cgroup.h>
48 #include <linux/debugobjects.h>
49
50 #include <asm/tlbflush.h>
51 #include <asm/div64.h>
52 #include "internal.h"
53
54 /*
55  * Array of node states.
56  */
57 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
58         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
59         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
60 #ifndef CONFIG_NUMA
61         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
62 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
63         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
64 #endif
65         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
66 #endif  /* NUMA */
67 };
68 EXPORT_SYMBOL(node_states);
69
70 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
71 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
72 long nr_swap_pages;
73 int percpu_pagelist_fraction;
74
75 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
76 int pageblock_order __read_mostly;
77 #endif
78
79 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
80
81 /*
82  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
83  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
84  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
85  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
86  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
87  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
88  *
89  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
90  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
91  */
92 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
93 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
94          256,
95 #endif
96 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
97          256,
98 #endif
99 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
100          32,
101 #endif
102          32,
103 };
104
105 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
106
107 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
108 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
109          "DMA",
110 #endif
111 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
112          "DMA32",
113 #endif
114          "Normal",
115 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
116          "HighMem",
117 #endif
118          "Movable",
119 };
120
121 int min_free_kbytes = 1024;
122
123 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
124 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
125 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
126
127 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
128   /*
129    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
130    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
131    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
132    * so the number of times add_active_range() can be called is
133    * related to the number of nodes and the number of holes
134    */
135   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
136     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
137     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
138   #else
139     #if MAX_NUMNODES >= 32
140       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
141       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
142     #else
143       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
144       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
145     #endif
146   #endif
147
148   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
149   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
150   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
151   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
152 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
153   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
154   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
155 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
156   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
157   static unsigned long __initdata required_movablecore;
158   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
159
160   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
161   int movable_zone;
162   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
163 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
164
165 #if MAX_NUMNODES > 1
166 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
167 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
168 #endif
169
170 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
171
172 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
173 {
174         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
175                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
176 }
177
178 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
179 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
180 {
181         int ret = 0;
182         unsigned seq;
183         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
184
185         do {
186                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
187                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
188                         ret = 1;
189                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
190                         ret = 1;
191         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
192
193         return ret;
194 }
195
196 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
197 {
198         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
199                 return 0;
200         if (zone != page_zone(page))
201                 return 0;
202
203         return 1;
204 }
205 /*
206  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
207  */
208 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
209 {
210         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
211                 return 1;
212         if (!page_is_consistent(zone, page))
213                 return 1;
214
215         return 0;
216 }
217 #else
218 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
219 {
220         return 0;
221 }
222 #endif
223
224 static void bad_page(struct page *page)
225 {
226         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n" KERN_EMERG
227                 "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n",
228                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
229                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
230                 page_mapcount(page), page_count(page));
231
232         printk(KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
233                 KERN_EMERG "Backtrace:\n");
234         dump_stack();
235         page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CLEAR_WHEN_BAD;
236         set_page_count(page, 0);
237         reset_page_mapcount(page);
238         page->mapping = NULL;
239         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
240 }
241
242 /*
243  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
244  *
245  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
246  *
247  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
248  *
249  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
250  * the head page (even the head page has this).
251  *
252  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
253  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
254  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
255  */
256
257 static void free_compound_page(struct page *page)
258 {
259         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
260 }
261
262 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
263 {
264         int i;
265         int nr_pages = 1 << order;
266
267         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
268         set_compound_order(page, order);
269         __SetPageHead(page);
270         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
271                 struct page *p = page + i;
272
273                 __SetPageTail(p);
274                 p->first_page = page;
275         }
276 }
277
278 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
279 void prep_compound_gigantic_page(struct page *page, unsigned long order)
280 {
281         int i;
282         int nr_pages = 1 << order;
283         struct page *p = page + 1;
284
285         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
286         set_compound_order(page, order);
287         __SetPageHead(page);
288         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p = mem_map_next(p, page, i)) {
289                 __SetPageTail(p);
290                 p->first_page = page;
291         }
292 }
293 #endif
294
295 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
296 {
297         int i;
298         int nr_pages = 1 << order;
299
300         if (unlikely(compound_order(page) != order))
301                 bad_page(page);
302
303         if (unlikely(!PageHead(page)))
304                         bad_page(page);
305         __ClearPageHead(page);
306         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
307                 struct page *p = page + i;
308
309                 if (unlikely(!PageTail(p) |
310                                 (p->first_page != page)))
311                         bad_page(page);
312                 __ClearPageTail(p);
313         }
314 }
315
316 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
317 {
318         int i;
319
320         /*
321          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
322          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
323          */
324         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
325         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
326                 clear_highpage(page + i);
327 }
328
329 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
330 {
331         set_page_private(page, order);
332         __SetPageBuddy(page);
333 }
334
335 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
336 {
337         __ClearPageBuddy(page);
338         set_page_private(page, 0);
339 }
340
341 /*
342  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
343  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
344  *
345  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
346  * the following equation:
347  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
348  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
349  * 1 buddy is #10:
350  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
351  *
352  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
353  * satisfies the following equation:
354  *     P = B & ~(1 << O)
355  *
356  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
357  */
358 static inline struct page *
359 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
360 {
361         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
362
363         return page + (buddy_idx - page_idx);
364 }
365
366 static inline unsigned long
367 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
368 {
369         return (page_idx & ~(1 << order));
370 }
371
372 /*
373  * This function checks whether a page is free && is the buddy
374  * we can do coalesce a page and its buddy if
375  * (a) the buddy is not in a hole &&
376  * (b) the buddy is in the buddy system &&
377  * (c) a page and its buddy have the same order &&
378  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
379  *
380  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
381  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
382  *
383  * For recording page's order, we use page_private(page).
384  */
385 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
386                                                                 int order)
387 {
388         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
389                 return 0;
390
391         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
392                 return 0;
393
394         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
395                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
396                 return 1;
397         }
398         return 0;
399 }
400
401 /*
402  * Freeing function for a buddy system allocator.
403  *
404  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
405  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
406  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
407  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
408  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
409  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
410  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
411  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
412  * parts of the VM system.
413  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
414  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
415  * order is recorded in page_private(page) field.
416  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
417  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
418  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
419  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
420  * triggers coalescing into a block of larger size.            
421  *
422  * -- wli
423  */
424
425 static inline void __free_one_page(struct page *page,
426                 struct zone *zone, unsigned int order)
427 {
428         unsigned long page_idx;
429         int order_size = 1 << order;
430         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
431
432         if (unlikely(PageCompound(page)))
433                 destroy_compound_page(page, order);
434
435         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
436
437         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
438         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
439
440         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
441         while (order < MAX_ORDER-1) {
442                 unsigned long combined_idx;
443                 struct page *buddy;
444
445                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
446                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
447                         break;
448
449                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
450                 list_del(&buddy->lru);
451                 zone->free_area[order].nr_free--;
452                 rmv_page_order(buddy);
453                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
454                 page = page + (combined_idx - page_idx);
455                 page_idx = combined_idx;
456                 order++;
457         }
458         set_page_order(page, order);
459         list_add(&page->lru,
460                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
461         zone->free_area[order].nr_free++;
462 }
463
464 static inline int free_pages_check(struct page *page)
465 {
466         free_page_mlock(page);
467         if (unlikely(page_mapcount(page) |
468                 (page->mapping != NULL)  |
469                 (page_count(page) != 0)  |
470                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE)))
471                 bad_page(page);
472         if (PageDirty(page))
473                 __ClearPageDirty(page);
474         if (PageSwapBacked(page))
475                 __ClearPageSwapBacked(page);
476         /*
477          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
478          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
479          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
480          */
481         return PageReserved(page);
482 }
483
484 /*
485  * Frees a list of pages. 
486  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
487  * count is the number of pages to free.
488  *
489  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
490  * see if this freeing clears that state.
491  *
492  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
493  * pinned" detection logic.
494  */
495 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
496                                         struct list_head *list, int order)
497 {
498         spin_lock(&zone->lock);
499         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
500         zone->pages_scanned = 0;
501         while (count--) {
502                 struct page *page;
503
504                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
505                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
506                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
507                 list_del(&page->lru);
508                 __free_one_page(page, zone, order);
509         }
510         spin_unlock(&zone->lock);
511 }
512
513 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
514 {
515         spin_lock(&zone->lock);
516         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
517         zone->pages_scanned = 0;
518         __free_one_page(page, zone, order);
519         spin_unlock(&zone->lock);
520 }
521
522 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
523 {
524         unsigned long flags;
525         int i;
526         int reserved = 0;
527
528         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
529                 reserved += free_pages_check(page + i);
530         if (reserved)
531                 return;
532
533         if (!PageHighMem(page)) {
534                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
535                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
536                                            PAGE_SIZE << order);
537         }
538         arch_free_page(page, order);
539         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
540
541         local_irq_save(flags);
542         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
543         free_one_page(page_zone(page), page, order);
544         local_irq_restore(flags);
545 }
546
547 /*
548  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
549  */
550 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
551 {
552         if (order == 0) {
553                 __ClearPageReserved(page);
554                 set_page_count(page, 0);
555                 set_page_refcounted(page);
556                 __free_page(page);
557         } else {
558                 int loop;
559
560                 prefetchw(page);
561                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
562                         struct page *p = &page[loop];
563
564                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
565                                 prefetchw(p + 1);
566                         __ClearPageReserved(p);
567                         set_page_count(p, 0);
568                 }
569
570                 set_page_refcounted(page);
571                 __free_pages(page, order);
572         }
573 }
574
575
576 /*
577  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
578  * Please do not alter this order without good reasons and regression
579  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
580  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
581  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
582  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
583  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
584  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
585  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
586  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
587  *
588  * -- wli
589  */
590 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
591         int low, int high, struct free_area *area,
592         int migratetype)
593 {
594         unsigned long size = 1 << high;
595
596         while (high > low) {
597                 area--;
598                 high--;
599                 size >>= 1;
600                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
601                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
602                 area->nr_free++;
603                 set_page_order(&page[size], high);
604         }
605 }
606
607 /*
608  * This page is about to be returned from the page allocator
609  */
610 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
611 {
612         if (unlikely(page_mapcount(page) |
613                 (page->mapping != NULL)  |
614                 (page_count(page) != 0)  |
615                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)))
616                 bad_page(page);
617
618         /*
619          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
620          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
621          */
622         if (PageReserved(page))
623                 return 1;
624
625         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_reclaim |
626                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
627                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk
628 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
629                         | 1 << PG_mlocked
630 #endif
631                         );
632         set_page_private(page, 0);
633         set_page_refcounted(page);
634
635         arch_alloc_page(page, order);
636         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
637
638         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
639                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
640
641         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
642                 prep_compound_page(page, order);
643
644         return 0;
645 }
646
647 /*
648  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
649  * the smallest available page from the freelists
650  */
651 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
652                                                 int migratetype)
653 {
654         unsigned int current_order;
655         struct free_area * area;
656         struct page *page;
657
658         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
659         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
660                 area = &(zone->free_area[current_order]);
661                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
662                         continue;
663
664                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
665                                                         struct page, lru);
666                 list_del(&page->lru);
667                 rmv_page_order(page);
668                 area->nr_free--;
669                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
670                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
671                 return page;
672         }
673
674         return NULL;
675 }
676
677
678 /*
679  * This array describes the order lists are fallen back to when
680  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
681  */
682 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
683         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
684         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
685         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
686         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
687 };
688
689 /*
690  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
691  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
692  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
693  */
694 static int move_freepages(struct zone *zone,
695                           struct page *start_page, struct page *end_page,
696                           int migratetype)
697 {
698         struct page *page;
699         unsigned long order;
700         int pages_moved = 0;
701
702 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
703         /*
704          * page_zone is not safe to call in this context when
705          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
706          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
707          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
708          * grouping pages by mobility
709          */
710         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
711 #endif
712
713         for (page = start_page; page <= end_page;) {
714                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
715                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
716
717                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
718                         page++;
719                         continue;
720                 }
721
722                 if (!PageBuddy(page)) {
723                         page++;
724                         continue;
725                 }
726
727                 order = page_order(page);
728                 list_del(&page->lru);
729                 list_add(&page->lru,
730                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
731                 page += 1 << order;
732                 pages_moved += 1 << order;
733         }
734
735         return pages_moved;
736 }
737
738 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
739                                 int migratetype)
740 {
741         unsigned long start_pfn, end_pfn;
742         struct page *start_page, *end_page;
743
744         start_pfn = page_to_pfn(page);
745         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
746         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
747         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
748         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
749
750         /* Do not cross zone boundaries */
751         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
752                 start_page = page;
753         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
754                 return 0;
755
756         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
757 }
758
759 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
760 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
761                                                 int start_migratetype)
762 {
763         struct free_area * area;
764         int current_order;
765         struct page *page;
766         int migratetype, i;
767
768         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
769         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
770                                                 --current_order) {
771                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
772                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
773
774                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
775                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
776                                 continue;
777
778                         area = &(zone->free_area[current_order]);
779                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
780                                 continue;
781
782                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
783                                         struct page, lru);
784                         area->nr_free--;
785
786                         /*
787                          * If breaking a large block of pages, move all free
788                          * pages to the preferred allocation list. If falling
789                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
790                          * agressive about taking ownership of free pages
791                          */
792                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
793                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
794                                 unsigned long pages;
795                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
796                                                                 start_migratetype);
797
798                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
799                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
800                                         set_pageblock_migratetype(page,
801                                                                 start_migratetype);
802
803                                 migratetype = start_migratetype;
804                         }
805
806                         /* Remove the page from the freelists */
807                         list_del(&page->lru);
808                         rmv_page_order(page);
809                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
810                                                         -(1UL << order));
811
812                         if (current_order == pageblock_order)
813                                 set_pageblock_migratetype(page,
814                                                         start_migratetype);
815
816                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
817                         return page;
818                 }
819         }
820
821         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
822         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
823 }
824
825 /*
826  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
827  * Call me with the zone->lock already held.
828  */
829 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
830                                                 int migratetype)
831 {
832         struct page *page;
833
834         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
835
836         if (unlikely(!page))
837                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
838
839         return page;
840 }
841
842 /* 
843  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
844  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
845  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
846  */
847 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
848                         unsigned long count, struct list_head *list,
849                         int migratetype)
850 {
851         int i;
852         
853         spin_lock(&zone->lock);
854         for (i = 0; i < count; ++i) {
855                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
856                 if (unlikely(page == NULL))
857                         break;
858
859                 /*
860                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
861                  * in physical page order. The page is added to the callers and
862                  * list and the list head then moves forward. From the callers
863                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
864                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
865                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
866                  * properly.
867                  */
868                 list_add(&page->lru, list);
869                 set_page_private(page, migratetype);
870                 list = &page->lru;
871         }
872         spin_unlock(&zone->lock);
873         return i;
874 }
875
876 #ifdef CONFIG_NUMA
877 /*
878  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
879  * currently executing processor on remote nodes after they have
880  * expired.
881  *
882  * Note that this function must be called with the thread pinned to
883  * a single processor.
884  */
885 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
886 {
887         unsigned long flags;
888         int to_drain;
889
890         local_irq_save(flags);
891         if (pcp->count >= pcp->batch)
892                 to_drain = pcp->batch;
893         else
894                 to_drain = pcp->count;
895         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
896         pcp->count -= to_drain;
897         local_irq_restore(flags);
898 }
899 #endif
900
901 /*
902  * Drain pages of the indicated processor.
903  *
904  * The processor must either be the current processor and the
905  * thread pinned to the current processor or a processor that
906  * is not online.
907  */
908 static void drain_pages(unsigned int cpu)
909 {
910         unsigned long flags;
911         struct zone *zone;
912
913         for_each_zone(zone) {
914                 struct per_cpu_pageset *pset;
915                 struct per_cpu_pages *pcp;
916
917                 if (!populated_zone(zone))
918                         continue;
919
920                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
921
922                 pcp = &pset->pcp;
923                 local_irq_save(flags);
924                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
925                 pcp->count = 0;
926                 local_irq_restore(flags);
927         }
928 }
929
930 /*
931  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
932  */
933 void drain_local_pages(void *arg)
934 {
935         drain_pages(smp_processor_id());
936 }
937
938 /*
939  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
940  */
941 void drain_all_pages(void)
942 {
943         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
944 }
945
946 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
947
948 void mark_free_pages(struct zone *zone)
949 {
950         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
951         unsigned long flags;
952         int order, t;
953         struct list_head *curr;
954
955         if (!zone->spanned_pages)
956                 return;
957
958         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
959
960         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
961         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
962                 if (pfn_valid(pfn)) {
963                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
964
965                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
966                                 swsusp_unset_page_free(page);
967                 }
968
969         for_each_migratetype_order(order, t) {
970                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
971                         unsigned long i;
972
973                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
974                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
975                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
976                 }
977         }
978         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
979 }
980 #endif /* CONFIG_PM */
981
982 /*
983  * Free a 0-order page
984  */
985 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
986 {
987         struct zone *zone = page_zone(page);
988         struct per_cpu_pages *pcp;
989         unsigned long flags;
990
991         if (PageAnon(page))
992                 page->mapping = NULL;
993         if (free_pages_check(page))
994                 return;
995
996         if (!PageHighMem(page)) {
997                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
998                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
999         }
1000         arch_free_page(page, 0);
1001         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1002
1003         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
1004         local_irq_save(flags);
1005         __count_vm_event(PGFREE);
1006         if (cold)
1007                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
1008         else
1009                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
1010         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1011         pcp->count++;
1012         if (pcp->count >= pcp->high) {
1013                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1014                 pcp->count -= pcp->batch;
1015         }
1016         local_irq_restore(flags);
1017         put_cpu();
1018 }
1019
1020 void free_hot_page(struct page *page)
1021 {
1022         free_hot_cold_page(page, 0);
1023 }
1024         
1025 void free_cold_page(struct page *page)
1026 {
1027         free_hot_cold_page(page, 1);
1028 }
1029
1030 /*
1031  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1032  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1033  * Each sub-page must be freed individually.
1034  *
1035  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1036  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1037  */
1038 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1039 {
1040         int i;
1041
1042         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1043         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1044         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1045                 set_page_refcounted(page + i);
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1050  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1051  * or two.
1052  */
1053 static struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1054                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1055 {
1056         unsigned long flags;
1057         struct page *page;
1058         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1059         int cpu;
1060         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1061
1062 again:
1063         cpu  = get_cpu();
1064         if (likely(order == 0)) {
1065                 struct per_cpu_pages *pcp;
1066
1067                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1068                 local_irq_save(flags);
1069                 if (!pcp->count) {
1070                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1071                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1072                         if (unlikely(!pcp->count))
1073                                 goto failed;
1074                 }
1075
1076                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1077                 if (cold) {
1078                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1079                                 if (page_private(page) == migratetype)
1080                                         break;
1081                 } else {
1082                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1083                                 if (page_private(page) == migratetype)
1084                                         break;
1085                 }
1086
1087                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1088                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1089                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1090                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1091                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1092                 }
1093
1094                 list_del(&page->lru);
1095                 pcp->count--;
1096         } else {
1097                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1098                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1099                 spin_unlock(&zone->lock);
1100                 if (!page)
1101                         goto failed;
1102         }
1103
1104         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1105         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1106         local_irq_restore(flags);
1107         put_cpu();
1108
1109         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1110         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1111                 goto again;
1112         return page;
1113
1114 failed:
1115         local_irq_restore(flags);
1116         put_cpu();
1117         return NULL;
1118 }
1119
1120 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1121 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1122 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1123 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1124 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1125 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1126 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1127
1128 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1129
1130 static struct fail_page_alloc_attr {
1131         struct fault_attr attr;
1132
1133         u32 ignore_gfp_highmem;
1134         u32 ignore_gfp_wait;
1135         u32 min_order;
1136
1137 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1138
1139         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1140         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1141         struct dentry *min_order_file;
1142
1143 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1144
1145 } fail_page_alloc = {
1146         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1147         .ignore_gfp_wait = 1,
1148         .ignore_gfp_highmem = 1,
1149         .min_order = 1,
1150 };
1151
1152 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1153 {
1154         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1155 }
1156 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1157
1158 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1159 {
1160         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1161                 return 0;
1162         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1163                 return 0;
1164         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1165                 return 0;
1166         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1167                 return 0;
1168
1169         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1170 }
1171
1172 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1173
1174 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1175 {
1176         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1177         struct dentry *dir;
1178         int err;
1179
1180         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1181                                        "fail_page_alloc");
1182         if (err)
1183                 return err;
1184         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1185
1186         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1187                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1188                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1189
1190         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1191                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1192                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1193         fail_page_alloc.min_order_file =
1194                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1195                                    &fail_page_alloc.min_order);
1196
1197         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1198             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1199             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1200                 err = -ENOMEM;
1201                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1202                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1203                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1204                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1205         }
1206
1207         return err;
1208 }
1209
1210 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1211
1212 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1213
1214 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1215
1216 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1217 {
1218         return 0;
1219 }
1220
1221 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1222
1223 /*
1224  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1225  * of the allocation.
1226  */
1227 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1228                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1229 {
1230         /* free_pages my go negative - that's OK */
1231         long min = mark;
1232         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1233         int o;
1234
1235         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1236                 min -= min / 2;
1237         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1238                 min -= min / 4;
1239
1240         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1241                 return 0;
1242         for (o = 0; o < order; o++) {
1243                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1244                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1245
1246                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1247                 min >>= 1;
1248
1249                 if (free_pages <= min)
1250                         return 0;
1251         }
1252         return 1;
1253 }
1254
1255 #ifdef CONFIG_NUMA
1256 /*
1257  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1258  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1259  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1260  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1261  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1262  *
1263  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1264  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1265  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1266  *
1267  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1268  * nothing and returns NULL.
1269  *
1270  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1271  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1272  *
1273  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1274  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1275  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1276  * quickly as we can.
1277  */
1278 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1279 {
1280         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1281         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1282
1283         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1284         if (!zlc)
1285                 return NULL;
1286
1287         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1288                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1289                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1290         }
1291
1292         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1293                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1294                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1295         return allowednodes;
1296 }
1297
1298 /*
1299  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1300  * if it is worth looking at further for free memory:
1301  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1302  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1303  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1304  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1305  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1306  * else return false (zero) if it is not.
1307  *
1308  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1309  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1310  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1311  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1312  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1313  * into the second scan of the zonelist.
1314  *
1315  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1316  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1317  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1318  * unturned looking for a free page.
1319  */
1320 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1321                                                 nodemask_t *allowednodes)
1322 {
1323         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1324         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1325         int n;                          /* node that zone *z is on */
1326
1327         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1328         if (!zlc)
1329                 return 1;
1330
1331         i = z - zonelist->_zonerefs;
1332         n = zlc->z_to_n[i];
1333
1334         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1335         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1336 }
1337
1338 /*
1339  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1340  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1341  * from that zone don't waste time re-examining it.
1342  */
1343 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1344 {
1345         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1346         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1347
1348         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1349         if (!zlc)
1350                 return;
1351
1352         i = z - zonelist->_zonerefs;
1353
1354         set_bit(i, zlc->fullzones);
1355 }
1356
1357 #else   /* CONFIG_NUMA */
1358
1359 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1360 {
1361         return NULL;
1362 }
1363
1364 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1365                                 nodemask_t *allowednodes)
1366 {
1367         return 1;
1368 }
1369
1370 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1371 {
1372 }
1373 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1374
1375 /*
1376  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1377  * a page.
1378  */
1379 static struct page *
1380 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1381                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags)
1382 {
1383         struct zoneref *z;
1384         struct page *page = NULL;
1385         int classzone_idx;
1386         struct zone *zone, *preferred_zone;
1387         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1388         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1389         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1390
1391         (void)first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1392                                                         &preferred_zone);
1393         if (!preferred_zone)
1394                 return NULL;
1395
1396         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1397
1398 zonelist_scan:
1399         /*
1400          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1401          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1402          */
1403         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1404                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1405                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1406                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1407                                 continue;
1408                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1409                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1410                                 goto try_next_zone;
1411
1412                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1413                         unsigned long mark;
1414                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1415                                 mark = zone->pages_min;
1416                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1417                                 mark = zone->pages_low;
1418                         else
1419                                 mark = zone->pages_high;
1420                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1421                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1422                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1423                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1424                                         goto this_zone_full;
1425                         }
1426                 }
1427
1428                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1429                 if (page)
1430                         break;
1431 this_zone_full:
1432                 if (NUMA_BUILD)
1433                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1434 try_next_zone:
1435                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1436                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1437                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1438                         zlc_active = 1;
1439                         did_zlc_setup = 1;
1440                 }
1441         }
1442
1443         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1444                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1445                 zlc_active = 0;
1446                 goto zonelist_scan;
1447         }
1448         return page;
1449 }
1450
1451 /*
1452  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1453  */
1454 struct page *
1455 __alloc_pages_internal(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1456                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1457 {
1458         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1459         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1460         struct zoneref *z;
1461         struct zone *zone;
1462         struct page *page;
1463         struct reclaim_state reclaim_state;
1464         struct task_struct *p = current;
1465         int do_retry;
1466         int alloc_flags;
1467         unsigned long did_some_progress;
1468         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1469
1470         might_sleep_if(wait);
1471
1472         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1473                 return NULL;
1474
1475 restart:
1476         z = zonelist->_zonerefs;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1477
1478         if (unlikely(!z->zone)) {
1479                 /*
1480                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1481                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1482                  */
1483                 return NULL;
1484         }
1485
1486         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1487                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1488         if (page)
1489                 goto got_pg;
1490
1491         /*
1492          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1493          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1494          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1495          * using a larger set of nodes after it has established that the
1496          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1497          * over allocated.
1498          */
1499         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1500                 goto nopage;
1501
1502         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1503                 wakeup_kswapd(zone, order);
1504
1505         /*
1506          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1507          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1508          * to how we want to proceed.
1509          *
1510          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1511          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1512          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1513          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1514          */
1515         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1516         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1517                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1518         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1519                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1520         if (wait)
1521                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1522
1523         /*
1524          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1525          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1526          *
1527          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1528          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1529          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1530          */
1531         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1532                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1533         if (page)
1534                 goto got_pg;
1535
1536         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1537
1538 rebalance:
1539         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1540                         && !in_interrupt()) {
1541                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1542 nofail_alloc:
1543                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1544                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1545                                 zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1546                         if (page)
1547                                 goto got_pg;
1548                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1549                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1550                                 goto nofail_alloc;
1551                         }
1552                 }
1553                 goto nopage;
1554         }
1555
1556         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1557         if (!wait)
1558                 goto nopage;
1559
1560         cond_resched();
1561
1562         /* We now go into synchronous reclaim */
1563         cpuset_memory_pressure_bump();
1564         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1565         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1566         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1567
1568         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask);
1569
1570         p->reclaim_state = NULL;
1571         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1572
1573         cond_resched();
1574
1575         if (order != 0)
1576                 drain_all_pages();
1577
1578         if (likely(did_some_progress)) {
1579                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1580                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1581                 if (page)
1582                         goto got_pg;
1583         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1584                 if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1585                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1586                         goto restart;
1587                 }
1588
1589                 /*
1590                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1591                  * very high watermark here, this is only to catch
1592                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1593                  * under heavy pressure.
1594                  */
1595                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1596                         order, zonelist, high_zoneidx,
1597                         ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1598                 if (page) {
1599                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1600                         goto got_pg;
1601                 }
1602
1603                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1604                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1605                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1606                         goto nopage;
1607                 }
1608
1609                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1610                 clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1611                 goto restart;
1612         }
1613
1614         /*
1615          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1616          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1617          *
1618          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1619          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1620          * implementations.
1621          *
1622          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1623          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1624          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1625          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1626          * allocation still fails, we stop retrying.
1627          */
1628         pages_reclaimed += did_some_progress;
1629         do_retry = 0;
1630         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1631                 if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1632                         do_retry = 1;
1633                 } else {
1634                         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT &&
1635                                 pages_reclaimed < (1 << order))
1636                                         do_retry = 1;
1637                 }
1638                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1639                         do_retry = 1;
1640         }
1641         if (do_retry) {
1642                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1643                 goto rebalance;
1644         }
1645
1646 nopage:
1647         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1648                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1649                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1650                         p->comm, order, gfp_mask);
1651                 dump_stack();
1652                 show_mem();
1653         }
1654 got_pg:
1655         return page;
1656 }
1657 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_internal);
1658
1659 /*
1660  * Common helper functions.
1661  */
1662 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1663 {
1664         struct page * page;
1665         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1666         if (!page)
1667                 return 0;
1668         return (unsigned long) page_address(page);
1669 }
1670
1671 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1672
1673 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1674 {
1675         struct page * page;
1676
1677         /*
1678          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1679          * a highmem page
1680          */
1681         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1682
1683         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1684         if (page)
1685                 return (unsigned long) page_address(page);
1686         return 0;
1687 }
1688
1689 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1690
1691 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1692 {
1693         int i = pagevec_count(pvec);
1694
1695         while (--i >= 0)
1696                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1697 }
1698
1699 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1700 {
1701         if (put_page_testzero(page)) {
1702                 if (order == 0)
1703                         free_hot_page(page);
1704                 else
1705                         __free_pages_ok(page, order);
1706         }
1707 }
1708
1709 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1710
1711 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1712 {
1713         if (addr != 0) {
1714                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1715                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1716         }
1717 }
1718
1719 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1720
1721 /**
1722  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1723  * @size: the number of bytes to allocate
1724  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1725  *
1726  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1727  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1728  * allocate memory in power-of-two pages.
1729  *
1730  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1731  *
1732  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1733  */
1734 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1735 {
1736         unsigned int order = get_order(size);
1737         unsigned long addr;
1738
1739         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1740         if (addr) {
1741                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1742                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1743
1744                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1745                 while (used < alloc_end) {
1746                         free_page(used);
1747                         used += PAGE_SIZE;
1748                 }
1749         }
1750
1751         return (void *)addr;
1752 }
1753 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1754
1755 /**
1756  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1757  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1758  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1759  *
1760  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1761  */
1762 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1763 {
1764         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1765         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1766
1767         while (addr < end) {
1768                 free_page(addr);
1769                 addr += PAGE_SIZE;
1770         }
1771 }
1772 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1773
1774 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1775 {
1776         struct zoneref *z;
1777         struct zone *zone;
1778
1779         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1780         unsigned int sum = 0;
1781
1782         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1783
1784         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1785                 unsigned long size = zone->present_pages;
1786                 unsigned long high = zone->pages_high;
1787                 if (size > high)
1788                         sum += size - high;
1789         }
1790
1791         return sum;
1792 }
1793
1794 /*
1795  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1796  */
1797 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1798 {
1799         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1800 }
1801 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1802
1803 /*
1804  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1805  */
1806 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1807 {
1808         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1809 }
1810
1811 static inline void show_node(struct zone *zone)
1812 {
1813         if (NUMA_BUILD)
1814                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1815 }
1816
1817 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1818 {
1819         val->totalram = totalram_pages;
1820         val->sharedram = 0;
1821         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1822         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1823         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1824         val->freehigh = nr_free_highpages();
1825         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1826 }
1827
1828 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1829
1830 #ifdef CONFIG_NUMA
1831 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1832 {
1833         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1834
1835         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1836         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1837 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1838         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1839         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1840                         NR_FREE_PAGES);
1841 #else
1842         val->totalhigh = 0;
1843         val->freehigh = 0;
1844 #endif
1845         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1846 }
1847 #endif
1848
1849 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1850
1851 /*
1852  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1853  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1854  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1855  */
1856 void show_free_areas(void)
1857 {
1858         int cpu;
1859         struct zone *zone;
1860
1861         for_each_zone(zone) {
1862                 if (!populated_zone(zone))
1863                         continue;
1864
1865                 show_node(zone);
1866                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1867
1868                 for_each_online_cpu(cpu) {
1869                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1870
1871                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1872
1873                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1874                                cpu, pageset->pcp.high,
1875                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1876                 }
1877         }
1878
1879         printk("Active_anon:%lu active_file:%lu inactive_anon:%lu\n"
1880                 " inactive_file:%lu"
1881 //TODO:  check/adjust line lengths
1882 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1883                 " unevictable:%lu"
1884 #endif
1885                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1886                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1887                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
1888                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
1889                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
1890                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
1891 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1892                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
1893 #endif
1894                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1895                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1896                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1897                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1898                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1899                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1900                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1901                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1902                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1903
1904         for_each_zone(zone) {
1905                 int i;
1906
1907                 if (!populated_zone(zone))
1908                         continue;
1909
1910                 show_node(zone);
1911                 printk("%s"
1912                         " free:%lukB"
1913                         " min:%lukB"
1914                         " low:%lukB"
1915                         " high:%lukB"
1916                         " active_anon:%lukB"
1917                         " inactive_anon:%lukB"
1918                         " active_file:%lukB"
1919                         " inactive_file:%lukB"
1920 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1921                         " unevictable:%lukB"
1922 #endif
1923                         " present:%lukB"
1924                         " pages_scanned:%lu"
1925                         " all_unreclaimable? %s"
1926                         "\n",
1927                         zone->name,
1928                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1929                         K(zone->pages_min),
1930                         K(zone->pages_low),
1931                         K(zone->pages_high),
1932                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
1933                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
1934                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
1935                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
1936 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1937                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
1938 #endif
1939                         K(zone->present_pages),
1940                         zone->pages_scanned,
1941                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1942                         );
1943                 printk("lowmem_reserve[]:");
1944                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1945                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1946                 printk("\n");
1947         }
1948
1949         for_each_zone(zone) {
1950                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1951
1952                 if (!populated_zone(zone))
1953                         continue;
1954
1955                 show_node(zone);
1956                 printk("%s: ", zone->name);
1957
1958                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1959                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1960                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1961                         total += nr[order] << order;
1962                 }
1963                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1964                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1965                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1966                 printk("= %lukB\n", K(total));
1967         }
1968
1969         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
1970
1971         show_swap_cache_info();
1972 }
1973
1974 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
1975 {
1976         zoneref->zone = zone;
1977         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
1978 }
1979
1980 /*
1981  * Builds allocation fallback zone lists.
1982  *
1983  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1984  */
1985 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1986                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1987 {
1988         struct zone *zone;
1989
1990         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1991         zone_type++;
1992
1993         do {
1994                 zone_type--;
1995                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1996                 if (populated_zone(zone)) {
1997                         zoneref_set_zone(zone,
1998                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
1999                         check_highest_zone(zone_type);
2000                 }
2001
2002         } while (zone_type);
2003         return nr_zones;
2004 }
2005
2006
2007 /*
2008  *  zonelist_order:
2009  *  0 = automatic detection of better ordering.
2010  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2011  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2012  *
2013  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2014  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2015  */
2016 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2017 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2018 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2019
2020 /* zonelist order in the kernel.
2021  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2022  */
2023 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2024 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2025
2026
2027 #ifdef CONFIG_NUMA
2028 /* The value user specified ....changed by config */
2029 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2030 /* string for sysctl */
2031 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2032 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2033
2034 /*
2035  * interface for configure zonelist ordering.
2036  * command line option "numa_zonelist_order"
2037  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2038  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2039  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2040  */
2041
2042 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2043 {
2044         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2045                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2046         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2047                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2048         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2049                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2050         } else {
2051                 printk(KERN_WARNING
2052                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2053                         "%s\n", s);
2054                 return -EINVAL;
2055         }
2056         return 0;
2057 }
2058
2059 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2060 {
2061         if (s)
2062                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2063         return 0;
2064 }
2065 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2066
2067 /*
2068  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2069  */
2070 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2071                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2072                 loff_t *ppos)
2073 {
2074         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2075         int ret;
2076
2077         if (write)
2078                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2079                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2080         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2081         if (ret)
2082                 return ret;
2083         if (write) {
2084                 int oldval = user_zonelist_order;
2085                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2086                         /*
2087                          * bogus value.  restore saved string
2088                          */
2089                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2090                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2091                         user_zonelist_order = oldval;
2092                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2093                         build_all_zonelists();
2094         }
2095         return 0;
2096 }
2097
2098
2099 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2100 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2101
2102 /**
2103  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2104  * @node: node whose fallback list we're appending
2105  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2106  *
2107  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2108  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2109  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2110  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2111  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2112  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2113  * on them otherwise.
2114  * It returns -1 if no node is found.
2115  */
2116 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2117 {
2118         int n, val;
2119         int min_val = INT_MAX;
2120         int best_node = -1;
2121         node_to_cpumask_ptr(tmp, 0);
2122
2123         /* Use the local node if we haven't already */
2124         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2125                 node_set(node, *used_node_mask);
2126                 return node;
2127         }
2128
2129         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2130
2131                 /* Don't want a node to appear more than once */
2132                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2133                         continue;
2134
2135                 /* Use the distance array to find the distance */
2136                 val = node_distance(node, n);
2137
2138                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2139                 val += (n < node);
2140
2141                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2142                 node_to_cpumask_ptr_next(tmp, n);
2143                 if (!cpus_empty(*tmp))
2144                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2145
2146                 /* Slight preference for less loaded node */
2147                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2148                 val += node_load[n];
2149
2150                 if (val < min_val) {
2151                         min_val = val;
2152                         best_node = n;
2153                 }
2154         }
2155
2156         if (best_node >= 0)
2157                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2158
2159         return best_node;
2160 }
2161
2162
2163 /*
2164  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2165  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2166  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2167  */
2168 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2169 {
2170         int j;
2171         struct zonelist *zonelist;
2172
2173         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2174         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2175                 ;
2176         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2177                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2178         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2179         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2180 }
2181
2182 /*
2183  * Build gfp_thisnode zonelists
2184  */
2185 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2186 {
2187         int j;
2188         struct zonelist *zonelist;
2189
2190         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2191         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2192         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2193         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2194 }
2195
2196 /*
2197  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2198  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2199  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2200  * may still exist in local DMA zone.
2201  */
2202 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2203
2204 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2205 {
2206         int pos, j, node;
2207         int zone_type;          /* needs to be signed */
2208         struct zone *z;
2209         struct zonelist *zonelist;
2210
2211         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2212         pos = 0;
2213         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2214                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2215                         node = node_order[j];
2216                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2217                         if (populated_zone(z)) {
2218                                 zoneref_set_zone(z,
2219                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2220                                 check_highest_zone(zone_type);
2221                         }
2222                 }
2223         }
2224         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2225         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2226 }
2227
2228 static int default_zonelist_order(void)
2229 {
2230         int nid, zone_type;
2231         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2232         struct zone *z;
2233         int average_size;
2234         /*
2235          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2236          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2237          * into OOM very easily.
2238          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2239          */
2240         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2241         low_kmem_size = 0;
2242         total_size = 0;
2243         for_each_online_node(nid) {
2244                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2245                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2246                         if (populated_zone(z)) {
2247                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2248                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2249                                 total_size += z->present_pages;
2250                         }
2251                 }
2252         }
2253         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2254             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2255                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2256         /*
2257          * look into each node's config.
2258          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2259          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2260          */
2261         average_size = total_size /
2262                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2263         for_each_online_node(nid) {
2264                 low_kmem_size = 0;
2265                 total_size = 0;
2266                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2267                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2268                         if (populated_zone(z)) {
2269                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2270                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2271                                 total_size += z->present_pages;
2272                         }
2273                 }
2274                 if (low_kmem_size &&
2275                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2276                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2277                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2278         }
2279         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2280 }
2281
2282 static void set_zonelist_order(void)
2283 {
2284         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2285                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2286         else
2287                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2288 }
2289
2290 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2291 {
2292         int j, node, load;
2293         enum zone_type i;
2294         nodemask_t used_mask;
2295         int local_node, prev_node;
2296         struct zonelist *zonelist;
2297         int order = current_zonelist_order;
2298
2299         /* initialize zonelists */
2300         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2301                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2302                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2303                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2304         }
2305
2306         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2307         local_node = pgdat->node_id;
2308         load = num_online_nodes();
2309         prev_node = local_node;
2310         nodes_clear(used_mask);
2311
2312         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2313         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2314         j = 0;
2315
2316         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2317                 int distance = node_distance(local_node, node);
2318
2319                 /*
2320                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2321                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2322                  */
2323                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2324                         zone_reclaim_mode = 1;
2325
2326                 /*
2327                  * We don't want to pressure a particular node.
2328                  * So adding penalty to the first node in same
2329                  * distance group to make it round-robin.
2330                  */
2331                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2332                         node_load[node] = load;
2333
2334                 prev_node = node;
2335                 load--;
2336                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2337                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2338                 else
2339                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2340         }
2341
2342         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2343                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2344                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2345         }
2346
2347         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2348 }
2349
2350 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2351 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2352 {
2353         struct zonelist *zonelist;
2354         struct zonelist_cache *zlc;
2355         struct zoneref *z;
2356
2357         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2358         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2359         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2360         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2361                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2362 }
2363
2364
2365 #else   /* CONFIG_NUMA */
2366
2367 static void set_zonelist_order(void)
2368 {
2369         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2370 }
2371
2372 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2373 {
2374         int node, local_node;
2375         enum zone_type j;
2376         struct zonelist *zonelist;
2377
2378         local_node = pgdat->node_id;
2379
2380         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2381         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2382
2383         /*
2384          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2385          * of all the other nodes.
2386          * We don't want to pressure a particular node, so when
2387          * building the zones for node N, we make sure that the
2388          * zones coming right after the local ones are those from
2389          * node N+1 (modulo N)
2390          */
2391         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2392                 if (!node_online(node))
2393                         continue;
2394                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2395                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2396         }
2397         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2398                 if (!node_online(node))
2399                         continue;
2400                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2401                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2402         }
2403
2404         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2405         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2406 }
2407
2408 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2409 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2410 {
2411         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2412 }
2413
2414 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2415
2416 /* return values int ....just for stop_machine() */
2417 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2418 {
2419         int nid;
2420
2421         for_each_online_node(nid) {
2422                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2423
2424                 build_zonelists(pgdat);
2425                 build_zonelist_cache(pgdat);
2426         }
2427         return 0;
2428 }
2429
2430 void build_all_zonelists(void)
2431 {
2432         set_zonelist_order();
2433
2434         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2435                 __build_all_zonelists(NULL);
2436                 mminit_verify_zonelist();
2437                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2438         } else {
2439                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2440                    of zonelist */
2441                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2442                 /* cpuset refresh routine should be here */
2443         }
2444         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2445         /*
2446          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2447          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2448          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2449          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2450          * disabled and enable it later
2451          */
2452         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2453                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2454         else
2455                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2456
2457         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2458                 "Total pages: %ld\n",
2459                         num_online_nodes(),
2460                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2461                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2462                         vm_total_pages);
2463 #ifdef CONFIG_NUMA
2464         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2465 #endif
2466 }
2467
2468 /*
2469  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2470  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2471  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2472  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2473  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2474  * conservative, even though it seems large.
2475  *
2476  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2477  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2478  */
2479 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2480
2481 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2482 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2483 {
2484         unsigned long size = 1;
2485
2486         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2487
2488         while (size < pages)
2489                 size <<= 1;
2490
2491         /*
2492          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2493          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2494          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2495          */
2496         size = min(size, 4096UL);
2497
2498         return max(size, 4UL);
2499 }
2500 #else
2501 /*
2502  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2503  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2504  *
2505  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2506  *
2507  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2508  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2509  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2510  *
2511  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2512  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2513  *
2514  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2515  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2516  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2517  */
2518 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2519 {
2520         return 4096UL;
2521 }
2522 #endif
2523
2524 /*
2525  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2526  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2527  * hash function before the remainder is taken.
2528  */
2529 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2530 {
2531         return ffz(~size);
2532 }
2533
2534 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2535
2536 /*
2537  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2538  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2539  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2540  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2541  * blocks as reclaim kicks in
2542  */
2543 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2544 {
2545         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2546         struct page *page;
2547         unsigned long reserve, block_migratetype;
2548
2549         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2550         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2551         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2552         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2553                                                         pageblock_order;
2554
2555         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2556                 if (!pfn_valid(pfn))
2557                         continue;
2558                 page = pfn_to_page(pfn);
2559
2560                 /* Watch out for overlapping nodes */
2561                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2562                         continue;
2563
2564                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2565                 if (PageReserved(page))
2566                         continue;
2567
2568                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2569
2570                 /* If this block is reserved, account for it */
2571                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2572                         reserve--;
2573                         continue;
2574                 }
2575
2576                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2577                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2578                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2579                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2580                         reserve--;
2581                         continue;
2582                 }
2583
2584                 /*
2585                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2586                  * take it back
2587                  */
2588                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2589                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2590                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2591                 }
2592         }
2593 }
2594
2595 /*
2596  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2597  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2598  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2599  */
2600 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2601                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2602 {
2603         struct page *page;
2604         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2605         unsigned long pfn;
2606         struct zone *z;
2607
2608         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2609         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2610                 /*
2611                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2612                  * handed to this function.  They do not
2613                  * exist on hotplugged memory.
2614                  */
2615                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2616                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2617                                 continue;
2618                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2619                                 continue;
2620                 }
2621                 page = pfn_to_page(pfn);
2622                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2623                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2624                 init_page_count(page);
2625                 reset_page_mapcount(page);
2626                 SetPageReserved(page);
2627                 /*
2628                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2629                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2630                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2631                  * the address space during boot when many long-lived
2632                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2633                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2634                  * setup_zone_migrate_reserve()
2635                  *
2636                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2637                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2638                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2639                  * pfn out of zone.
2640                  */
2641                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2642                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2643                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2644                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2645
2646                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2647 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2648                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2649                 if (!is_highmem_idx(zone))
2650                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2651 #endif
2652         }
2653 }
2654
2655 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2656 {
2657         int order, t;
2658         for_each_migratetype_order(order, t) {
2659                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2660                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2661         }
2662 }
2663
2664 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2665 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2666         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2667 #endif
2668
2669 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2670 {
2671         int batch;
2672
2673         /*
2674          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2675          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2676          *
2677          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2678          */
2679         batch = zone->present_pages / 1024;
2680         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2681                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2682         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2683         if (batch < 1)
2684                 batch = 1;
2685
2686         /*
2687          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2688          * of 2 value was found to be more likely to have
2689          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2690          *
2691          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2692          * batches of pages, one task can end up with a lot
2693          * of pages of one half of the possible page colors
2694          * and the other with pages of the other colors.
2695          */
2696         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2697
2698         return batch;
2699 }
2700
2701 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2702 {
2703         struct per_cpu_pages *pcp;
2704
2705         memset(p, 0, sizeof(*p));
2706
2707         pcp = &p->pcp;
2708         pcp->count = 0;
2709         pcp->high = 6 * batch;
2710         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2711         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2712 }
2713
2714 /*
2715  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2716  * to the value high for the pageset p.
2717  */
2718
2719 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2720                                 unsigned long high)
2721 {
2722         struct per_cpu_pages *pcp;
2723
2724         pcp = &p->pcp;
2725         pcp->high = high;
2726         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2727         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2728                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2729 }
2730
2731
2732 #ifdef CONFIG_NUMA
2733 /*
2734  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2735  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2736  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2737  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2738  * with interrupts disabled.
2739  *
2740  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2741  *
2742  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2743  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2744  * hotplugged processors.
2745  *
2746  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2747  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2748  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2749  */
2750 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2751
2752 /*
2753  * Dynamically allocate memory for the
2754  * per cpu pageset array in struct zone.
2755  */
2756 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2757 {
2758         struct zone *zone, *dzone;
2759         int node = cpu_to_node(cpu);
2760
2761         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2762
2763         for_each_zone(zone) {
2764
2765                 if (!populated_zone(zone))
2766                         continue;
2767
2768                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2769                                          GFP_KERNEL, node);
2770                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2771                         goto bad;
2772
2773                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2774
2775                 if (percpu_pagelist_fraction)
2776                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2777                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2778         }
2779
2780         return 0;
2781 bad:
2782         for_each_zone(dzone) {
2783                 if (!populated_zone(dzone))
2784                         continue;
2785                 if (dzone == zone)
2786                         break;
2787                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2788                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2789         }
2790         return -ENOMEM;
2791 }
2792
2793 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2794 {
2795         struct zone *zone;
2796
2797         for_each_zone(zone) {
2798                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2799
2800                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2801                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2802                         kfree(pset);
2803                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2804         }
2805 }
2806
2807 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2808                 unsigned long action,
2809                 void *hcpu)
2810 {
2811         int cpu = (long)hcpu;
2812         int ret = NOTIFY_OK;
2813
2814         switch (action) {
2815         case CPU_UP_PREPARE:
2816         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2817                 if (process_zones(cpu))
2818                         ret = NOTIFY_BAD;
2819                 break;
2820         case CPU_UP_CANCELED:
2821         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2822         case CPU_DEAD:
2823         case CPU_DEAD_FROZEN:
2824                 free_zone_pagesets(cpu);
2825                 break;
2826         default:
2827                 break;
2828         }
2829         return ret;
2830 }
2831
2832 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2833         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2834
2835 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2836 {
2837         int err;
2838
2839         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2840          * A cpuup callback will do this for every cpu
2841          * as it comes online
2842          */
2843         err = process_zones(smp_processor_id());
2844         BUG_ON(err);
2845         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2846 }
2847
2848 #endif
2849
2850 static noinline __init_refok
2851 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2852 {
2853         int i;
2854         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2855         size_t alloc_size;
2856
2857         /*
2858          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2859          * per zone.
2860          */
2861         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2862                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2863         zone->wait_table_bits =
2864                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2865         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2866                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2867
2868         if (!slab_is_available()) {
2869                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2870                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2871         } else {
2872                 /*
2873                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2874                  * via memory hot-add.
2875                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2876                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2877                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2878                  * node itself as well.
2879                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2880                  * necessary.
2881                  */
2882                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2883         }
2884         if (!zone->wait_table)
2885                 return -ENOMEM;
2886
2887         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2888                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2889
2890         return 0;
2891 }
2892
2893 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2894 {
2895         int cpu;
2896         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2897
2898         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2899 #ifdef CONFIG_NUMA
2900                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2901                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2902                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2903 #else
2904                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2905 #endif
2906         }
2907         if (zone->present_pages)
2908                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2909                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2910 }
2911
2912 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2913                                         unsigned long zone_start_pfn,
2914                                         unsigned long size,
2915                                         enum memmap_context context)
2916 {
2917         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2918         int ret;
2919         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2920         if (ret)
2921                 return ret;
2922         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2923
2924         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2925
2926         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
2927                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
2928                         pgdat->node_id,
2929                         (unsigned long)zone_idx(zone),
2930                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
2931
2932         zone_init_free_lists(zone);
2933
2934         return 0;
2935 }
2936
2937 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2938 /*
2939  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2940  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2941  */
2942 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2943 {
2944         int i;
2945
2946         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2947                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2948                         return i;
2949
2950         return -1;
2951 }
2952
2953 /*
2954  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2955  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
2956  */
2957 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2958 {
2959         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2960                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2961                         return index;
2962
2963         return -1;
2964 }
2965
2966 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2967 /*
2968  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2969  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2970  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2971  * alternative
2972  */
2973 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2974 {
2975         int i;
2976
2977         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2978                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2979                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2980
2981                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2982                         return early_node_map[i].nid;
2983         }
2984
2985         return 0;
2986 }
2987 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2988
2989 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2990 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2991         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2992                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2993
2994 /**
2995  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2996  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2997  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2998  *
2999  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3000  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3001  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3002  */
3003 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3004                                                 unsigned long max_low_pfn)
3005 {
3006         int i;
3007
3008         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3009                 unsigned long size_pages = 0;
3010                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3011
3012                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3013                         continue;
3014
3015                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3016                         end_pfn = max_low_pfn;
3017
3018                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3019                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3020                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3021                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3022         }
3023 }
3024
3025 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3026 {
3027         int i;
3028         int ret;
3029
3030         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3031                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3032                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3033                 if (ret)
3034                         break;
3035         }
3036 }
3037 /**
3038  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3039  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3040  *
3041  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3042  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3043  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3044  */
3045 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3046 {
3047         int i;
3048
3049         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3050                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3051                                 early_node_map[i].start_pfn,
3052                                 early_node_map[i].end_pfn);
3053 }
3054
3055 /**
3056  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
3057  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
3058  * @start_pfn: The start pfn of the node
3059  * @end_pfn: The end pfn of the node
3060  *
3061  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
3062  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
3063  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
3064  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
3065  * be used later.
3066  */
3067 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3068 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3069                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3070 {
3071         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3072                         "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
3073                         nid, start_pfn, end_pfn);
3074
3075         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
3076         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3077                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
3078
3079         /* Update the boundaries */
3080         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
3081                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
3082         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
3083                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
3084 }
3085
3086 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
3087 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3088                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3089 {
3090         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3091                         "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
3092                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
3093
3094         /* Return if boundary information has not been provided */
3095         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3096                 return;
3097
3098         /* Check the boundaries and update if necessary */
3099         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
3100                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
3101         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
3102                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
3103 }
3104 #else
3105 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3106                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
3107
3108 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3109                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
3110 #endif
3111
3112
3113 /**
3114  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3115  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3116  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3117  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3118  *
3119  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3120  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3121  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3122  * PFNs will be 0.
3123  */
3124 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3125                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3126 {
3127         int i;
3128         *start_pfn = -1UL;
3129         *end_pfn = 0;
3130
3131         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3132                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3133                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3134         }
3135
3136         if (*start_pfn == -1UL)
3137                 *start_pfn = 0;
3138
3139         /* Push the node boundaries out if requested */
3140         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3141 }
3142
3143 /*
3144  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3145  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3146  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3147  */
3148 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3149 {
3150         int zone_index;
3151         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3152                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3153                         continue;
3154
3155                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3156                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3157                         break;
3158         }
3159
3160         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3161         movable_zone = zone_index;
3162 }
3163
3164 /*
3165  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3166  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3167  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3168  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3169  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3170  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3171  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3172  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3173  */
3174 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3175                                         unsigned long zone_type,
3176                                         unsigned long node_start_pfn,
3177                                         unsigned long node_end_pfn,
3178                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3179                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3180 {
3181         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3182         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3183                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3184                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3185                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3186                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3187                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3188
3189                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3190                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3191                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3192                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3193
3194                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3195                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3196                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3197         }
3198 }
3199
3200 /*
3201  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3202  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3203  */
3204 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3205                                         unsigned long zone_type,
3206                                         unsigned long *ignored)
3207 {
3208         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3209         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3210
3211         /* Get the start and end of the node and zone */
3212         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3213         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3214         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3215         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3216                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3217                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3218
3219         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3220         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3221                 return 0;
3222
3223         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3224         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3225         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3226
3227         /* Return the spanned pages */
3228         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3229 }
3230
3231 /*
3232  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3233  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3234  */
3235 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3236                                 unsigned long range_start_pfn,
3237                                 unsigned long range_end_pfn)
3238 {
3239         int i = 0;
3240         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3241         unsigned long start_pfn;
3242
3243         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3244         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3245         if (i == -1)
3246                 return 0;
3247
3248         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3249
3250         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3251         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3252                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3253
3254         /* Find all holes for the zone within the node */
3255         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3256
3257                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3258                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3259                         break;
3260
3261                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3262                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3263                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3264
3265                 /* Update the hole size cound and move on */
3266                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3267                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3268                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3269                 }
3270                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3271         }
3272
3273         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3274         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3275                 hole_pages += range_end_pfn -
3276                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3277
3278         return hole_pages;
3279 }
3280
3281 /**
3282  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3283  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3284  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3285  *
3286  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3287  */
3288 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3289                                                         unsigned long end_pfn)
3290 {
3291         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3292 }
3293
3294 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3295 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3296                                         unsigned long zone_type,
3297                                         unsigned long *ignored)
3298 {
3299         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3300         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3301
3302         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3303         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3304                                                         node_start_pfn);
3305         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3306                                                         node_end_pfn);
3307
3308         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3309                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3310                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3311         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3312 }
3313
3314 #else
3315 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3316                                         unsigned long zone_type,
3317                                         unsigned long *zones_size)
3318 {
3319         return zones_size[zone_type];
3320 }
3321
3322 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3323                                                 unsigned long zone_type,
3324                                                 unsigned long *zholes_size)
3325 {
3326         if (!zholes_size)
3327                 return 0;
3328
3329         return zholes_size[zone_type];
3330 }
3331
3332 #endif
3333
3334 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3335                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3336 {
3337         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3338         enum zone_type i;
3339
3340         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3341                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3342                                                                 zones_size);
3343         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3344
3345         realtotalpages = totalpages;
3346         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3347                 realtotalpages -=
3348                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3349                                                                 zholes_size);
3350         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3351         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3352                                                         realtotalpages);
3353 }
3354
3355 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3356 /*
3357  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3358  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3359  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3360  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3361  * bytes.
3362  */
3363 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3364 {
3365         unsigned long usemapsize;
3366
3367         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3368         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3369         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3370         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3371
3372         return usemapsize / 8;
3373 }
3374
3375 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3376                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3377 {
3378         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3379         zone->pageblock_flags = NULL;
3380         if (usemapsize) {
3381                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3382                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3383         }
3384 }
3385 #else
3386 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3387                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3388 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3389
3390 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3391
3392 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3393 static inline int pageblock_default_order(void)
3394 {
3395         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3396                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3397
3398         return MAX_ORDER-1;
3399 }
3400
3401 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3402 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3403 {
3404         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3405         if (pageblock_order)
3406                 return;
3407
3408         /*
3409          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3410          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3411          */
3412         pageblock_order = order;
3413 }
3414 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3415
3416 /*
3417  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3418  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3419  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3420  * pageblock_order based on the kernel config
3421  */
3422 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3423 {
3424         return MAX_ORDER-1;
3425 }
3426 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3427
3428 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3429
3430 /*
3431  * Set up the zone data structures:
3432  *   - mark all pages reserved
3433  *   - mark all memory queues empty
3434  *   - clear the memory bitmaps
3435  */
3436 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3437                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3438 {
3439         enum zone_type j;
3440         int nid = pgdat->node_id;
3441         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3442         int ret;
3443
3444         pgdat_resize_init(pgdat);
3445         pgdat->nr_zones = 0;
3446         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3447         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3448         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3449         
3450         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3451                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3452                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3453                 enum lru_list l;
3454
3455                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3456                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3457                                                                 zholes_size);
3458
3459                 /*
3460                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3461                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3462                  * and per-cpu initialisations
3463                  */
3464                 memmap_pages =
3465                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3466                 if (realsize >= memmap_pages) {
3467                         realsize -= memmap_pages;
3468                         printk(KERN_DEBUG
3469                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3470                                 zone_names[j], memmap_pages);
3471                 } else
3472                         printk(KERN_WARNING
3473                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3474                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3475
3476                 /* Account for reserved pages */
3477                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3478                         realsize -= dma_reserve;
3479                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3480                                         zone_names[0], dma_reserve);
3481                 }
3482
3483                 if (!is_highmem_idx(j))
3484                         nr_kernel_pages += realsize;
3485                 nr_all_pages += realsize;
3486
3487                 zone->spanned_pages = size;
3488                 zone->present_pages = realsize;
3489 #ifdef CONFIG_NUMA
3490                 zone->node = nid;
3491                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3492                                                 / 100;
3493                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3494 #endif
3495                 zone->name = zone_names[j];
3496                 spin_lock_init(&zone->lock);
3497                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3498                 zone_seqlock_init(zone);
3499                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3500
3501                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3502
3503                 zone_pcp_init(zone);
3504                 for_each_lru(l) {
3505                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3506                         zone->lru[l].nr_scan = 0;
3507                 }
3508                 zone->recent_rotated[0] = 0;
3509                 zone->recent_rotated[1] = 0;
3510                 zone->recent_scanned[0] = 0;
3511                 zone->recent_scanned[1] = 0;
3512                 zap_zone_vm_stats(zone);
3513                 zone->flags = 0;
3514                 if (!size)
3515                         continue;
3516
3517                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3518                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3519                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3520                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3521                 BUG_ON(ret);
3522                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3523                 zone_start_pfn += size;
3524         }
3525 }
3526
3527 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3528 {
3529         /* Skip empty nodes */
3530         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3531                 return;
3532
3533 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3534         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3535         if (!pgdat->node_mem_map) {
3536                 unsigned long size, start, end;
3537                 struct page *map;
3538
3539                 /*
3540                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3541                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3542                  * for the buddy allocator to function correctly.
3543                  */
3544                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3545                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3546                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3547                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3548                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3549                 if (!map)
3550                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3551                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3552         }
3553 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3554         /*
3555          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3556          */
3557         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3558                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3559 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3560                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3561                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3562 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3563         }
3564 #endif
3565 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3566 }
3567
3568 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3569                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3570 {
3571         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3572
3573         pgdat->node_id = nid;
3574         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3575         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3576
3577         alloc_node_mem_map(pgdat);
3578 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3579         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3580                 nid, (unsigned long)pgdat,
3581                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3582 #endif
3583
3584         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3585 }
3586
3587 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3588
3589 #if MAX_NUMNODES > 1
3590 /*
3591  * Figure out the number of possible node ids.
3592  */
3593 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3594 {
3595         unsigned int node;
3596         unsigned int highest = 0;
3597
3598         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3599                 highest = node;
3600         nr_node_ids = highest + 1;
3601 }
3602 #else
3603 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3604 {
3605 }
3606 #endif
3607
3608 /**
3609  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3610  * @nid: The node ID the range resides on
3611  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3612  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3613  *
3614  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3615  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3616  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3617  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3618  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3619  */
3620 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3621                                                 unsigned long end_pfn)
3622 {
3623         int i;
3624
3625         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3626                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3627                         "%d entries of %d used\n",
3628                         nid, start_pfn, end_pfn,
3629                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3630
3631         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3632
3633         /* Merge with existing active regions if possible */
3634         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3635                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3636                         continue;
3637
3638                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3639                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3640                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3641                         return;
3642
3643                 /* Merge forward if suitable */
3644                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3645                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3646                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3647                         return;
3648                 }
3649
3650                 /* Merge backward if suitable */
3651                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3652                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3653                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3654                         return;
3655                 }
3656         }
3657
3658         /* Check that early_node_map is large enough */
3659         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3660                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3661                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3662                 return;
3663         }
3664
3665         early_node_map[i].nid = nid;
3666         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3667         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3668         nr_nodemap_entries = i + 1;
3669 }
3670
3671 /**
3672  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3673  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3674  * @start_pfn: The new PFN of the range
3675  * @end_pfn: The new PFN of the range
3676  *
3677  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3678  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3679  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3680  * range.
3681  */
3682 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3683                                 unsigned long end_pfn)
3684 {
3685         int i, j;
3686         int removed = 0;
3687
3688         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3689                           nid, start_pfn, end_pfn);
3690
3691         /* Find the old active region end and shrink */
3692         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3693                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3694                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3695                         /* clear it */
3696                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3697                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3698                         removed = 1;
3699                         continue;
3700                 }
3701                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3702                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3703                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3704                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3705                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3706                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3707                         continue;
3708                 }
3709                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3710                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3711                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3712                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3713                         continue;
3714                 }
3715         }
3716
3717         if (!removed)
3718                 return;
3719
3720         /* remove the blank ones */
3721         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3722                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3723                         continue;
3724                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3725                         continue;
3726                 /* we found it, get rid of it */
3727                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3728                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3729                                 sizeof(early_node_map[j]));
3730                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3731                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3732                 nr_nodemap_entries--;
3733         }
3734 }
3735
3736 /**
3737  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3738  *
3739  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3740  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3741  * all currently registered regions.
3742  */
3743 void __init remove_all_active_ranges(void)
3744 {
3745         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3746         nr_nodemap_entries = 0;
3747 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3748         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3749         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3750 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3751 }
3752
3753 /* Compare two active node_active_regions */
3754 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3755 {
3756         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3757         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3758
3759         /* Done this way to avoid overflows */
3760         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3761                 return 1;
3762         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3763                 return -1;
3764
3765         return 0;
3766 }
3767
3768 /* sort the node_map by start_pfn */
3769 static void __init sort_node_map(void)
3770 {
3771         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3772                         sizeof(struct node_active_region),
3773                         cmp_node_active_region, NULL);
3774 }
3775
3776 /* Find the lowest pfn for a node */
3777 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3778 {
3779         int i;
3780         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3781
3782         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3783         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3784                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3785
3786         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3787                 printk(KERN_WARNING
3788                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3789                 return 0;
3790         }
3791
3792         return min_pfn;
3793 }
3794
3795 /**
3796  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3797  *
3798  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3799  * add_active_range().
3800  */
3801 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3802 {
3803         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3804 }
3805
3806 /*
3807  * early_calculate_totalpages()
3808  * Sum pages in active regions for movable zone.
3809  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3810  */
3811 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3812 {
3813         int i;
3814         unsigned long totalpages = 0;
3815
3816         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3817                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3818                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3819                 totalpages += pages;
3820                 if (pages)
3821                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3822         }
3823         return totalpages;
3824 }
3825
3826 /*
3827  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3828  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3829  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3830  * others
3831  */
3832 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3833 {
3834         int i, nid;
3835         unsigned long usable_startpfn;
3836         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3837         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3838         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3839
3840         /*
3841          * If movablecore was specified, calculate what size of
3842          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3843          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3844          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3845          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3846          * what movablecore would have allowed.
3847          */
3848         if (required_movablecore) {
3849                 unsigned long corepages;
3850
3851                 /*
3852                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3853                  * was requested by the user
3854                  */
3855                 required_movablecore =
3856                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3857                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3858
3859                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3860         }
3861
3862         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3863         if (!required_kernelcore)
3864                 return;
3865
3866         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3867         find_usable_zone_for_movable();
3868         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3869
3870 restart:
3871         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3872         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3873         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3874                 /*
3875                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3876                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3877                  * amount of memory for the kernel
3878                  */
3879                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3880                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3881
3882                 /*
3883                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3884                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3885                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3886                  */
3887                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3888
3889                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3890                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3891                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3892                         unsigned long size_pages;
3893
3894                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3895                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3896                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3897                         if (start_pfn >= end_pfn)
3898                                 continue;
3899
3900                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3901                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3902                                 unsigned long kernel_pages;
3903                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3904                                                                 - start_pfn;
3905
3906                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3907                                                         kernelcore_remaining);
3908                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3909                                                         required_kernelcore);
3910
3911                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3912                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3913
3914                                         /*
3915                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3916                                          * that if we have to rebalance
3917                                          * kernelcore across nodes, we will
3918                                          * not double account here
3919                                          */
3920                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3921                                         continue;
3922                                 }
3923                                 start_pfn = usable_startpfn;
3924                         }
3925
3926                         /*
3927                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3928                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3929                          * number of pages used as kernelcore
3930                          */
3931                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3932                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3933                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3934                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3935
3936                         /*
3937                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3938                          * break if the kernelcore for this node has been
3939                          * satisified
3940                          */
3941                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3942                                                                 size_pages);
3943                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3944                         if (!kernelcore_remaining)
3945                                 break;
3946                 }
3947         }
3948
3949         /*
3950          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3951          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3952          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3953          * satisified
3954          */
3955         usable_nodes--;
3956         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
3957                 goto restart;
3958
3959         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
3960         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
3961                 zone_movable_pfn[nid] =
3962                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
3963 }
3964
3965 /* Any regular memory on that node ? */
3966 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
3967 {
3968 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
3969         enum zone_type zone_type;
3970
3971         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
3972                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
3973                 if (zone->present_pages)
3974                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
3975         }
3976 #endif
3977 }
3978
3979 /**
3980  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3981  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
3982  *
3983  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
3984  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
3985  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
3986  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
3987  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
3988  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
3989  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
3990  * at arch_max_dma_pfn.
3991  */
3992 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
3993 {
3994         unsigned long nid;
3995         int i;
3996
3997         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
3998         sort_node_map();
3999
4000         /* Record where the zone boundaries are */
4001         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4002                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4003         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4004                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4005         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4006         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4007         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4008                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4009                         continue;
4010                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4011                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4012                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4013                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4014         }
4015         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4016         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4017
4018         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4019         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4020         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4021
4022         /* Print out the zone ranges */
4023         printk("Zone PFN ranges:\n");
4024         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4025                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4026                         continue;
4027                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4028                                 zone_names[i],
4029                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4030                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4031         }
4032
4033         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4034         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4035         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4036                 if (zone_movable_pfn[i])
4037                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4038         }
4039
4040         /* Print out the early_node_map[] */
4041         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4042         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4043                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4044                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4045                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4046
4047         /* Initialise every node */
4048         mminit_verify_pageflags_layout();
4049         setup_nr_node_ids();
4050         for_each_online_node(nid) {
4051                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4052                 free_area_init_node(nid, NULL,
4053                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4054
4055                 /* Any memory on that node */
4056                 if (pgdat->node_present_pages)
4057                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4058                 check_for_regular_memory(pgdat);
4059         }
4060 }
4061
4062 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4063 {
4064         unsigned long long coremem;
4065         if (!p)
4066                 return -EINVAL;
4067
4068         coremem = memparse(p, &p);
4069         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4070
4071         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4072         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4073
4074         return 0;
4075 }
4076
4077 /*
4078  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4079  * cannot be reclaimed or migrated.
4080  */
4081 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4082 {
4083         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4084 }
4085
4086 /*
4087  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4088  * can be reclaimed or migrated.
4089  */
4090 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4091 {
4092         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4093 }
4094
4095 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4096 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4097
4098 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4099
4100 /**
4101  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4102  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4103  *
4104  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4105  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4106  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4107  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4108  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4109  * smaller per-cpu batchsize.
4110  */
4111 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4112 {
4113         dma_reserve = new_dma_reserve;
4114 }
4115
4116 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4117 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4118 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4119 #endif
4120
4121 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4122 {
4123         free_area_init_node(0, zones_size,
4124                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4125 }
4126
4127 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4128                                  unsigned long action, void *hcpu)
4129 {
4130         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4131
4132         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4133                 drain_pages(cpu);
4134
4135                 /*
4136                  * Spill the event counters of the dead processor
4137                  * into the current processors event counters.
4138                  * This artificially elevates the count of the current
4139                  * processor.
4140                  */
4141                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4142
4143                 /*
4144                  * Zero the differential counters of the dead processor
4145                  * so that the vm statistics are consistent.
4146                  *
4147                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4148                  * race with what we are doing.
4149                  */
4150                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4151         }
4152         return NOTIFY_OK;
4153 }
4154
4155 void __init page_alloc_init(void)
4156 {
4157         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4158 }
4159
4160 /*
4161  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4162  *      or min_free_kbytes changes.
4163  */
4164 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4165 {
4166         struct pglist_data *pgdat;
4167         unsigned long reserve_pages = 0;
4168         enum zone_type i, j;
4169
4170         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4171                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4172                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4173                         unsigned long max = 0;
4174
4175                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4176                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4177                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4178                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4179                         }
4180
4181                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4182                         max += zone->pages_high;
4183
4184                         if (max > zone->present_pages)
4185                                 max = zone->present_pages;
4186                         reserve_pages += max;
4187                 }
4188         }
4189         totalreserve_pages = reserve_pages;
4190 }
4191
4192 /*
4193  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4194  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4195  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4196  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4197  */
4198 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4199 {
4200         struct pglist_data *pgdat;
4201         enum zone_type j, idx;
4202
4203         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4204                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4205                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4206                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4207
4208                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4209
4210                         idx = j;
4211                         while (idx) {
4212                                 struct zone *lower_zone;
4213
4214                                 idx--;
4215
4216                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4217                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4218
4219                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4220                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4221                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4222                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4223                         }
4224                 }
4225         }
4226
4227         /* update totalreserve_pages */
4228         calculate_totalreserve_pages();
4229 }
4230
4231 /**
4232  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4233  *
4234  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4235  * with respect to min_free_kbytes.
4236  */
4237 void setup_per_zone_pages_min(void)
4238 {
4239         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4240         unsigned long lowmem_pages = 0;
4241         struct zone *zone;
4242         unsigned long flags;
4243
4244         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4245         for_each_zone(zone) {
4246                 if (!is_highmem(zone))
4247                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4248         }
4249
4250         for_each_zone(zone) {
4251                 u64 tmp;
4252
4253                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4254                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4255                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4256                 if (is_highmem(zone)) {
4257                         /*
4258                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4259                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4260                          * value here.
4261                          *
4262                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4263                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4264                          * not be capped for highmem.
4265                          */
4266                         int min_pages;
4267
4268                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4269                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4270                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4271                         if (min_pages > 128)
4272                                 min_pages = 128;
4273                         zone->pages_min = min_pages;
4274                 } else {
4275                         /*
4276                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4277                          * proportionate to the zone's size.
4278                          */
4279                         zone->pages_min = tmp;
4280                 }
4281
4282                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4283                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4284                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4285                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4286         }
4287
4288         /* update totalreserve_pages */
4289         calculate_totalreserve_pages();
4290 }
4291
4292 /**
4293  * setup_per_zone_inactive_ratio - called when min_free_kbytes changes.
4294  *
4295  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4296  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4297  * to be referenced again before it is swapped out.
4298  *
4299  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4300  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4301  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4302  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4303  *
4304  * total     target    max
4305  * memory    ratio     inactive anon
4306  * -------------------------------------
4307  *   10MB       1         5MB
4308  *  100MB       1        50MB
4309  *    1GB       3       250MB
4310  *   10GB      10       0.9GB
4311  *  100GB      31         3GB
4312  *    1TB     101        10GB
4313  *   10TB     320        32GB
4314  */
4315 void setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4316 {
4317         struct zone *zone;
4318
4319         for_each_zone(zone) {
4320                 unsigned int gb, ratio;
4321
4322                 /* Zone size in gigabytes */
4323                 gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4324                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4325                 if (!ratio)
4326                         ratio = 1;
4327
4328                 zone->inactive_ratio = ratio;
4329         }
4330 }
4331
4332 /*
4333  * Initialise min_free_kbytes.
4334  *
4335  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4336  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4337  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4338  *
4339  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4340  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4341  *
4342  * which yields
4343  *
4344  * 16MB:        512k
4345  * 32MB:        724k
4346  * 64MB:        1024k
4347  * 128MB:       1448k
4348  * 256MB:       2048k
4349  * 512MB:       2896k
4350  * 1024MB:      4096k
4351  * 2048MB:      5792k
4352  * 4096MB:      8192k
4353  * 8192MB:      11584k
4354  * 16384MB:     16384k
4355  */
4356 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4357 {
4358         unsigned long lowmem_kbytes;
4359
4360         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4361
4362         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4363         if (min_free_kbytes < 128)
4364                 min_free_kbytes = 128;
4365         if (min_free_kbytes > 65536)
4366                 min_free_kbytes = 65536;
4367         setup_per_zone_pages_min();
4368         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4369         setup_per_zone_inactive_ratio();
4370         return 0;
4371 }
4372 module_init(init_per_zone_pages_min)
4373
4374 /*
4375  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4376  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4377  *      changes.
4378  */
4379 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4380         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4381 {
4382         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4383         if (write)
4384                 setup_per_zone_pages_min();
4385         return 0;
4386 }
4387
4388 #ifdef CONFIG_NUMA
4389 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4390         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4391 {
4392         struct zone *zone;
4393         int rc;
4394
4395         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4396         if (rc)
4397                 return rc;
4398
4399         for_each_zone(zone)
4400                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4401                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4402         return 0;
4403 }
4404
4405 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4406         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4407 {
4408         struct zone *zone;
4409         int rc;
4410
4411         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4412         if (rc)
4413                 return rc;
4414
4415         for_each_zone(zone)
4416                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4417                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4418         return 0;
4419 }
4420 #endif
4421
4422 /*
4423  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4424  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4425  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4426  *
4427  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4428  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4429  * if in function of the boot time zone sizes.
4430  */
4431 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4432         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4433 {
4434         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4435         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4436         return 0;
4437 }
4438
4439 /*
4440  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4441  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4442  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4443  */
4444
4445 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4446         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4447 {
4448         struct zone *zone;
4449         unsigned int cpu;
4450         int ret;
4451
4452         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4453         if (!write || (ret == -EINVAL))
4454                 return ret;
4455         for_each_zone(zone) {
4456                 for_each_online_cpu(cpu) {
4457                         unsigned long  high;
4458                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4459                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4460                 }
4461         }
4462         return 0;
4463 }
4464
4465 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4466
4467 #ifdef CONFIG_NUMA
4468 static int __init set_hashdist(char *str)
4469 {
4470         if (!str)
4471                 return 0;
4472         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4473         return 1;
4474 }
4475 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4476 #endif
4477
4478 /*
4479  * allocate a large system hash table from bootmem
4480  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4481  *   quantity of entries
4482  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4483  */
4484 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4485                                      unsigned long bucketsize,
4486                                      unsigned long numentries,
4487                                      int scale,
4488                                      int flags,
4489                                      unsigned int *_hash_shift,
4490                                      unsigned int *_hash_mask,
4491                                      unsigned long limit)
4492 {
4493         unsigned long long max = limit;
4494         unsigned long log2qty, size;
4495         void *table = NULL;
4496
4497         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4498         if (!numentries) {
4499                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4500                 numentries = nr_kernel_pages;
4501                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4502                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4503                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4504
4505                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4506                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4507                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4508                 else
4509                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4510
4511                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4512                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4513                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4514         }
4515         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4516
4517         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4518         if (max == 0) {
4519                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4520                 do_div(max, bucketsize);
4521         }
4522
4523         if (numentries > max)
4524                 numentries = max;
4525
4526         log2qty = ilog2(numentries);
4527
4528         do {
4529                 size = bucketsize << log2qty;
4530                 if (flags & HASH_EARLY)
4531                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4532                 else if (hashdist)
4533                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4534                 else {
4535                         unsigned long order = get_order(size);
4536                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
4537                         /*
4538                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4539                          * some pages at the end of hash table.
4540                          */
4541                         if (table) {
4542                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4543                                                 (PAGE_SIZE << order);
4544                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4545                                                 PAGE_ALIGN(size);
4546                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4547                                 while (used < alloc_end) {
4548                                         free_page(used);
4549                                         used += PAGE_SIZE;
4550                                 }
4551                         }
4552                 }
4553         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4554
4555         if (!table)
4556                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4557
4558         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4559                tablename,
4560                (1U << log2qty),
4561                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4562                size);
4563
4564         if (_hash_shift)
4565                 *_hash_shift = log2qty;
4566         if (_hash_mask)
4567                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4568
4569         return table;
4570 }
4571
4572 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
4573 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
4574 {
4575         return __pfn_to_page(pfn);
4576 }
4577 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
4578 {
4579         return __page_to_pfn(page);
4580 }
4581 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
4582 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
4583 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
4584
4585 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4586 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4587                                                         unsigned long pfn)
4588 {
4589 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4590         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4591 #else
4592         return zone->pageblock_flags;
4593 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4594 }
4595
4596 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4597 {
4598 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4599         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4600         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4601 #else
4602         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4603         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4604 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4605 }
4606
4607 /**
4608  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4609  * @page: The page within the block of interest
4610  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4611  * @end_bitidx: The last bit of interest
4612  * returns pageblock_bits flags
4613  */
4614 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4615                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4616 {
4617         struct zone *zone;
4618         unsigned long *bitmap;
4619         unsigned long pfn, bitidx;
4620         unsigned long flags = 0;
4621         unsigned long value = 1;
4622
4623         zone = page_zone(page);
4624         pfn = page_to_pfn(page);
4625         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4626         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4627
4628         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4629                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4630                         flags |= value;
4631
4632         return flags;
4633 }
4634
4635 /**
4636  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4637  * @page: The page within the block of interest
4638  * @start_bitidx: The first bit of interest
4639  * @end_bitidx: The last bit of interest
4640  * @flags: The flags to set
4641  */
4642 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4643                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4644 {
4645         struct zone *zone;
4646         unsigned long *bitmap;
4647         unsigned long pfn, bitidx;
4648         unsigned long value = 1;
4649
4650         zone = page_zone(page);
4651         pfn = page_to_pfn(page);
4652         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4653         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4654         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4655         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4656
4657         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4658                 if (flags & value)
4659                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4660                 else
4661                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4662 }
4663
4664 /*
4665  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4666  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4667  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4668  */
4669
4670 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4671 {
4672         struct zone *zone;
4673         unsigned long flags;
4674         int ret = -EBUSY;
4675
4676         zone = page_zone(page);
4677         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4678         /*
4679          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4680          */
4681         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4682                 goto out;
4683         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4684         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4685         ret = 0;
4686 out:
4687         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4688         if (!ret)
4689                 drain_all_pages();
4690         return ret;
4691 }
4692
4693 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4694 {
4695         struct zone *zone;
4696         unsigned long flags;
4697         zone = page_zone(page);
4698         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4699         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4700                 goto out;
4701         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4702         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4703 out:
4704         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4705 }
4706
4707 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4708 /*
4709  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4710  */
4711 void
4712 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4713 {
4714         struct page *page;
4715         struct zone *zone;
4716         int order, i;
4717         unsigned long pfn;
4718         unsigned long flags;
4719         /* find the first valid pfn */
4720         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4721                 if (pfn_valid(pfn))
4722                         break;
4723         if (pfn == end_pfn)
4724                 return;
4725         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4726         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4727         pfn = start_pfn;
4728         while (pfn < end_pfn) {
4729                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4730                         pfn++;
4731                         continue;
4732                 }
4733                 page = pfn_to_page(pfn);
4734                 BUG_ON(page_count(page));
4735                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4736                 order = page_order(page);
4737 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4738                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4739                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4740 #endif
4741                 list_del(&page->lru);
4742                 rmv_page_order(page);
4743                 zone->free_area[order].nr_free--;
4744                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4745                                       - (1UL << order));
4746                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4747                         SetPageReserved((page+i));
4748                 pfn += (1 << order);
4749         }
4750         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4751 }
4752 #endif