0c9f406e3c44ad143713c0dfdc7724736dcf8e35
[safe/jmp/linux-2.6] / 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 #include <linux/kmemleak.h>
50
51 #include <asm/tlbflush.h>
52 #include <asm/div64.h>
53 #include "internal.h"
54
55 /*
56  * Array of node states.
57  */
58 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
59         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
60         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
61 #ifndef CONFIG_NUMA
62         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
63 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
64         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
65 #endif
66         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
67 #endif  /* NUMA */
68 };
69 EXPORT_SYMBOL(node_states);
70
71 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
72 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
73 unsigned long highest_memmap_pfn __read_mostly;
74 int percpu_pagelist_fraction;
75
76 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
77 int pageblock_order __read_mostly;
78 #endif
79
80 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
81
82 /*
83  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
84  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
85  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
86  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
87  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
88  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
89  *
90  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
91  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
92  */
93 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
94 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
95          256,
96 #endif
97 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
98          256,
99 #endif
100 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
101          32,
102 #endif
103          32,
104 };
105
106 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
107
108 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
109 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
110          "DMA",
111 #endif
112 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
113          "DMA32",
114 #endif
115          "Normal",
116 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
117          "HighMem",
118 #endif
119          "Movable",
120 };
121
122 int min_free_kbytes = 1024;
123
124 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
125 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
126 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
127
128 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
129   /*
130    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
131    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
132    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
133    * so the number of times add_active_range() can be called is
134    * related to the number of nodes and the number of holes
135    */
136   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
137     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
138     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
139   #else
140     #if MAX_NUMNODES >= 32
141       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
142       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
143     #else
144       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
145       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
146     #endif
147   #endif
148
149   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
150   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
151   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
152   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
153   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
154   static unsigned long __initdata required_movablecore;
155   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
156
157   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
158   int movable_zone;
159   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
160 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
161
162 #if MAX_NUMNODES > 1
163 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
164 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
165 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
166 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
167 #endif
168
169 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
170
171 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
172 {
173
174         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
175                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
176
177         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
178                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
179 }
180
181 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
182 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
183 {
184         int ret = 0;
185         unsigned seq;
186         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
187
188         do {
189                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
190                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
191                         ret = 1;
192                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
193                         ret = 1;
194         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
195
196         return ret;
197 }
198
199 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
200 {
201         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
202                 return 0;
203         if (zone != page_zone(page))
204                 return 0;
205
206         return 1;
207 }
208 /*
209  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
210  */
211 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
212 {
213         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
214                 return 1;
215         if (!page_is_consistent(zone, page))
216                 return 1;
217
218         return 0;
219 }
220 #else
221 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
222 {
223         return 0;
224 }
225 #endif
226
227 static void bad_page(struct page *page)
228 {
229         static unsigned long resume;
230         static unsigned long nr_shown;
231         static unsigned long nr_unshown;
232
233         /*
234          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
235          * or allow a steady drip of one report per second.
236          */
237         if (nr_shown == 60) {
238                 if (time_before(jiffies, resume)) {
239                         nr_unshown++;
240                         goto out;
241                 }
242                 if (nr_unshown) {
243                         printk(KERN_ALERT
244                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
245                                 nr_unshown);
246                         nr_unshown = 0;
247                 }
248                 nr_shown = 0;
249         }
250         if (nr_shown++ == 0)
251                 resume = jiffies + 60 * HZ;
252
253         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
254                 current->comm, page_to_pfn(page));
255         printk(KERN_ALERT
256                 "page:%p flags:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%lx\n",
257                 page, (void *)page->flags, page_count(page),
258                 page_mapcount(page), page->mapping, page->index);
259
260         dump_stack();
261 out:
262         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
263         __ClearPageBuddy(page);
264         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
265 }
266
267 /*
268  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
269  *
270  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
271  *
272  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
273  *
274  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
275  * the head page (even the head page has this).
276  *
277  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
278  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
279  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
280  */
281
282 static void free_compound_page(struct page *page)
283 {
284         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
285 }
286
287 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
288 {
289         int i;
290         int nr_pages = 1 << order;
291
292         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
293         set_compound_order(page, order);
294         __SetPageHead(page);
295         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
296                 struct page *p = page + i;
297
298                 __SetPageTail(p);
299                 p->first_page = page;
300         }
301 }
302
303 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
304 void prep_compound_gigantic_page(struct page *page, unsigned long order)
305 {
306         int i;
307         int nr_pages = 1 << order;
308         struct page *p = page + 1;
309
310         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
311         set_compound_order(page, order);
312         __SetPageHead(page);
313         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p = mem_map_next(p, page, i)) {
314                 __SetPageTail(p);
315                 p->first_page = page;
316         }
317 }
318 #endif
319
320 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
321 {
322         int i;
323         int nr_pages = 1 << order;
324         int bad = 0;
325
326         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
327             unlikely(!PageHead(page))) {
328                 bad_page(page);
329                 bad++;
330         }
331
332         __ClearPageHead(page);
333
334         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
335                 struct page *p = page + i;
336
337                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
338                         bad_page(page);
339                         bad++;
340                 }
341                 __ClearPageTail(p);
342         }
343
344         return bad;
345 }
346
347 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
348 {
349         int i;
350
351         /*
352          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
353          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
354          */
355         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
356         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
357                 clear_highpage(page + i);
358 }
359
360 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
361 {
362         set_page_private(page, order);
363         __SetPageBuddy(page);
364 }
365
366 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
367 {
368         __ClearPageBuddy(page);
369         set_page_private(page, 0);
370 }
371
372 /*
373  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
374  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
375  *
376  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
377  * the following equation:
378  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
379  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
380  * 1 buddy is #10:
381  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
382  *
383  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
384  * satisfies the following equation:
385  *     P = B & ~(1 << O)
386  *
387  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
388  */
389 static inline struct page *
390 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
391 {
392         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
393
394         return page + (buddy_idx - page_idx);
395 }
396
397 static inline unsigned long
398 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
399 {
400         return (page_idx & ~(1 << order));
401 }
402
403 /*
404  * This function checks whether a page is free && is the buddy
405  * we can do coalesce a page and its buddy if
406  * (a) the buddy is not in a hole &&
407  * (b) the buddy is in the buddy system &&
408  * (c) a page and its buddy have the same order &&
409  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
410  *
411  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
412  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
413  *
414  * For recording page's order, we use page_private(page).
415  */
416 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
417                                                                 int order)
418 {
419         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
420                 return 0;
421
422         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
423                 return 0;
424
425         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
426                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
427                 return 1;
428         }
429         return 0;
430 }
431
432 /*
433  * Freeing function for a buddy system allocator.
434  *
435  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
436  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
437  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
438  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
439  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
440  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
441  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
442  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
443  * parts of the VM system.
444  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
445  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
446  * order is recorded in page_private(page) field.
447  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
448  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
449  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
450  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
451  * triggers coalescing into a block of larger size.            
452  *
453  * -- wli
454  */
455
456 static inline void __free_one_page(struct page *page,
457                 struct zone *zone, unsigned int order,
458                 int migratetype)
459 {
460         unsigned long page_idx;
461
462         if (unlikely(PageCompound(page)))
463                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
464                         return;
465
466         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
467
468         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
469
470         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
471         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
472
473         while (order < MAX_ORDER-1) {
474                 unsigned long combined_idx;
475                 struct page *buddy;
476
477                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
478                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
479                         break;
480
481                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
482                 list_del(&buddy->lru);
483                 zone->free_area[order].nr_free--;
484                 rmv_page_order(buddy);
485                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
486                 page = page + (combined_idx - page_idx);
487                 page_idx = combined_idx;
488                 order++;
489         }
490         set_page_order(page, order);
491         list_add(&page->lru,
492                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
493         zone->free_area[order].nr_free++;
494 }
495
496 static inline int free_pages_check(struct page *page)
497 {
498         if (unlikely(page_mapcount(page) |
499                 (page->mapping != NULL)  |
500                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
501                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE))) {
502                 bad_page(page);
503                 return 1;
504         }
505         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
506                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
507         return 0;
508 }
509
510 /*
511  * Frees a list of pages. 
512  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
513  * count is the number of pages to free.
514  *
515  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
516  * see if this freeing clears that state.
517  *
518  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
519  * pinned" detection logic.
520  */
521 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
522                                         struct list_head *list, int order)
523 {
524         spin_lock(&zone->lock);
525         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
526         zone->pages_scanned = 0;
527
528         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, count << order);
529         while (count--) {
530                 struct page *page;
531
532                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
533                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
534                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
535                 list_del(&page->lru);
536                 __free_one_page(page, zone, order, page_private(page));
537         }
538         spin_unlock(&zone->lock);
539 }
540
541 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
542                                 int migratetype)
543 {
544         spin_lock(&zone->lock);
545         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
546         zone->pages_scanned = 0;
547
548         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1 << order);
549         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
550         spin_unlock(&zone->lock);
551 }
552
553 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
554 {
555         unsigned long flags;
556         int i;
557         int bad = 0;
558         int clearMlocked = PageMlocked(page);
559
560         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
561                 bad += free_pages_check(page + i);
562         if (bad)
563                 return;
564
565         if (!PageHighMem(page)) {
566                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
567                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
568                                            PAGE_SIZE << order);
569         }
570         arch_free_page(page, order);
571         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
572
573         local_irq_save(flags);
574         if (unlikely(clearMlocked))
575                 free_page_mlock(page);
576         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
577         free_one_page(page_zone(page), page, order,
578                                         get_pageblock_migratetype(page));
579         local_irq_restore(flags);
580 }
581
582 /*
583  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
584  */
585 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
586 {
587         if (order == 0) {
588                 __ClearPageReserved(page);
589                 set_page_count(page, 0);
590                 set_page_refcounted(page);
591                 __free_page(page);
592         } else {
593                 int loop;
594
595                 prefetchw(page);
596                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
597                         struct page *p = &page[loop];
598
599                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
600                                 prefetchw(p + 1);
601                         __ClearPageReserved(p);
602                         set_page_count(p, 0);
603                 }
604
605                 set_page_refcounted(page);
606                 __free_pages(page, order);
607         }
608 }
609
610
611 /*
612  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
613  * Please do not alter this order without good reasons and regression
614  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
615  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
616  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
617  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
618  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
619  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
620  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
621  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
622  *
623  * -- wli
624  */
625 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
626         int low, int high, struct free_area *area,
627         int migratetype)
628 {
629         unsigned long size = 1 << high;
630
631         while (high > low) {
632                 area--;
633                 high--;
634                 size >>= 1;
635                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
636                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
637                 area->nr_free++;
638                 set_page_order(&page[size], high);
639         }
640 }
641
642 /*
643  * This page is about to be returned from the page allocator
644  */
645 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
646 {
647         if (unlikely(page_mapcount(page) |
648                 (page->mapping != NULL)  |
649                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
650                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP))) {
651                 bad_page(page);
652                 return 1;
653         }
654
655         set_page_private(page, 0);
656         set_page_refcounted(page);
657
658         arch_alloc_page(page, order);
659         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
660
661         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
662                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
663
664         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
665                 prep_compound_page(page, order);
666
667         return 0;
668 }
669
670 /*
671  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
672  * the smallest available page from the freelists
673  */
674 static inline
675 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
676                                                 int migratetype)
677 {
678         unsigned int current_order;
679         struct free_area * area;
680         struct page *page;
681
682         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
683         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
684                 area = &(zone->free_area[current_order]);
685                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
686                         continue;
687
688                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
689                                                         struct page, lru);
690                 list_del(&page->lru);
691                 rmv_page_order(page);
692                 area->nr_free--;
693                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
694                 return page;
695         }
696
697         return NULL;
698 }
699
700
701 /*
702  * This array describes the order lists are fallen back to when
703  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
704  */
705 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
706         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
707         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
708         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
709         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
710 };
711
712 /*
713  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
714  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
715  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
716  */
717 static int move_freepages(struct zone *zone,
718                           struct page *start_page, struct page *end_page,
719                           int migratetype)
720 {
721         struct page *page;
722         unsigned long order;
723         int pages_moved = 0;
724
725 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
726         /*
727          * page_zone is not safe to call in this context when
728          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
729          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
730          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
731          * grouping pages by mobility
732          */
733         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
734 #endif
735
736         for (page = start_page; page <= end_page;) {
737                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
738                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
739
740                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
741                         page++;
742                         continue;
743                 }
744
745                 if (!PageBuddy(page)) {
746                         page++;
747                         continue;
748                 }
749
750                 order = page_order(page);
751                 list_del(&page->lru);
752                 list_add(&page->lru,
753                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
754                 page += 1 << order;
755                 pages_moved += 1 << order;
756         }
757
758         return pages_moved;
759 }
760
761 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
762                                 int migratetype)
763 {
764         unsigned long start_pfn, end_pfn;
765         struct page *start_page, *end_page;
766
767         start_pfn = page_to_pfn(page);
768         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
769         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
770         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
771         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
772
773         /* Do not cross zone boundaries */
774         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
775                 start_page = page;
776         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
777                 return 0;
778
779         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
780 }
781
782 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
783 static inline struct page *
784 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
785 {
786         struct free_area * area;
787         int current_order;
788         struct page *page;
789         int migratetype, i;
790
791         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
792         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
793                                                 --current_order) {
794                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
795                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
796
797                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
798                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
799                                 continue;
800
801                         area = &(zone->free_area[current_order]);
802                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
803                                 continue;
804
805                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
806                                         struct page, lru);
807                         area->nr_free--;
808
809                         /*
810                          * If breaking a large block of pages, move all free
811                          * pages to the preferred allocation list. If falling
812                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
813                          * agressive about taking ownership of free pages
814                          */
815                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
816                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
817                                 unsigned long pages;
818                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
819                                                                 start_migratetype);
820
821                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
822                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
823                                         set_pageblock_migratetype(page,
824                                                                 start_migratetype);
825
826                                 migratetype = start_migratetype;
827                         }
828
829                         /* Remove the page from the freelists */
830                         list_del(&page->lru);
831                         rmv_page_order(page);
832
833                         if (current_order == pageblock_order)
834                                 set_pageblock_migratetype(page,
835                                                         start_migratetype);
836
837                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
838                         return page;
839                 }
840         }
841
842         return NULL;
843 }
844
845 /*
846  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
847  * Call me with the zone->lock already held.
848  */
849 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
850                                                 int migratetype)
851 {
852         struct page *page;
853
854 retry_reserve:
855         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
856
857         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
858                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
859
860                 /*
861                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
862                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
863                  * and we want just one call site
864                  */
865                 if (!page) {
866                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
867                         goto retry_reserve;
868                 }
869         }
870
871         return page;
872 }
873
874 /* 
875  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
876  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
877  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
878  */
879 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
880                         unsigned long count, struct list_head *list,
881                         int migratetype)
882 {
883         int i;
884         
885         spin_lock(&zone->lock);
886         for (i = 0; i < count; ++i) {
887                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
888                 if (unlikely(page == NULL))
889                         break;
890
891                 /*
892                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
893                  * in physical page order. The page is added to the callers and
894                  * list and the list head then moves forward. From the callers
895                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
896                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
897                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
898                  * properly.
899                  */
900                 list_add(&page->lru, list);
901                 set_page_private(page, migratetype);
902                 list = &page->lru;
903         }
904         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
905         spin_unlock(&zone->lock);
906         return i;
907 }
908
909 #ifdef CONFIG_NUMA
910 /*
911  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
912  * currently executing processor on remote nodes after they have
913  * expired.
914  *
915  * Note that this function must be called with the thread pinned to
916  * a single processor.
917  */
918 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
919 {
920         unsigned long flags;
921         int to_drain;
922
923         local_irq_save(flags);
924         if (pcp->count >= pcp->batch)
925                 to_drain = pcp->batch;
926         else
927                 to_drain = pcp->count;
928         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
929         pcp->count -= to_drain;
930         local_irq_restore(flags);
931 }
932 #endif
933
934 /*
935  * Drain pages of the indicated processor.
936  *
937  * The processor must either be the current processor and the
938  * thread pinned to the current processor or a processor that
939  * is not online.
940  */
941 static void drain_pages(unsigned int cpu)
942 {
943         unsigned long flags;
944         struct zone *zone;
945
946         for_each_populated_zone(zone) {
947                 struct per_cpu_pageset *pset;
948                 struct per_cpu_pages *pcp;
949
950                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
951
952                 pcp = &pset->pcp;
953                 local_irq_save(flags);
954                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
955                 pcp->count = 0;
956                 local_irq_restore(flags);
957         }
958 }
959
960 /*
961  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
962  */
963 void drain_local_pages(void *arg)
964 {
965         drain_pages(smp_processor_id());
966 }
967
968 /*
969  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
970  */
971 void drain_all_pages(void)
972 {
973         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
974 }
975
976 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
977
978 void mark_free_pages(struct zone *zone)
979 {
980         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
981         unsigned long flags;
982         int order, t;
983         struct list_head *curr;
984
985         if (!zone->spanned_pages)
986                 return;
987
988         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
989
990         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
991         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
992                 if (pfn_valid(pfn)) {
993                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
994
995                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
996                                 swsusp_unset_page_free(page);
997                 }
998
999         for_each_migratetype_order(order, t) {
1000                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1001                         unsigned long i;
1002
1003                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1004                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1005                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1006                 }
1007         }
1008         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1009 }
1010 #endif /* CONFIG_PM */
1011
1012 /*
1013  * Free a 0-order page
1014  */
1015 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1016 {
1017         struct zone *zone = page_zone(page);
1018         struct per_cpu_pages *pcp;
1019         unsigned long flags;
1020         int clearMlocked = PageMlocked(page);
1021
1022         if (PageAnon(page))
1023                 page->mapping = NULL;
1024         if (free_pages_check(page))
1025                 return;
1026
1027         if (!PageHighMem(page)) {
1028                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1029                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1030         }
1031         arch_free_page(page, 0);
1032         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1033
1034         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
1035         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1036         local_irq_save(flags);
1037         if (unlikely(clearMlocked))
1038                 free_page_mlock(page);
1039         __count_vm_event(PGFREE);
1040
1041         if (cold)
1042                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
1043         else
1044                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
1045         pcp->count++;
1046         if (pcp->count >= pcp->high) {
1047                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1048                 pcp->count -= pcp->batch;
1049         }
1050         local_irq_restore(flags);
1051         put_cpu();
1052 }
1053
1054 void free_hot_page(struct page *page)
1055 {
1056         free_hot_cold_page(page, 0);
1057 }
1058         
1059 void free_cold_page(struct page *page)
1060 {
1061         free_hot_cold_page(page, 1);
1062 }
1063
1064 /*
1065  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1066  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1067  * Each sub-page must be freed individually.
1068  *
1069  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1070  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1071  */
1072 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1073 {
1074         int i;
1075
1076         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1077         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1078         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1079                 set_page_refcounted(page + i);
1080 }
1081
1082 /*
1083  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1084  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1085  * or two.
1086  */
1087 static inline
1088 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1089                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1090                         int migratetype)
1091 {
1092         unsigned long flags;
1093         struct page *page;
1094         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1095         int cpu;
1096
1097 again:
1098         cpu  = get_cpu();
1099         if (likely(order == 0)) {
1100                 struct per_cpu_pages *pcp;
1101
1102                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1103                 local_irq_save(flags);
1104                 if (!pcp->count) {
1105                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1106                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1107                         if (unlikely(!pcp->count))
1108                                 goto failed;
1109                 }
1110
1111                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1112                 if (cold) {
1113                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1114                                 if (page_private(page) == migratetype)
1115                                         break;
1116                 } else {
1117                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1118                                 if (page_private(page) == migratetype)
1119                                         break;
1120                 }
1121
1122                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1123                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1124                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1125                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1126                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1127                 }
1128
1129                 list_del(&page->lru);
1130                 pcp->count--;
1131         } else {
1132                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1133                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1134                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << order));
1135                 spin_unlock(&zone->lock);
1136                 if (!page)
1137                         goto failed;
1138         }
1139
1140         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1141         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1142         local_irq_restore(flags);
1143         put_cpu();
1144
1145         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1146         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1147                 goto again;
1148         return page;
1149
1150 failed:
1151         local_irq_restore(flags);
1152         put_cpu();
1153         return NULL;
1154 }
1155
1156 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1157 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1158 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1159 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1160 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1161
1162 /* Mask to get the watermark bits */
1163 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1164
1165 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1166 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1167 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1168
1169 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1170
1171 static struct fail_page_alloc_attr {
1172         struct fault_attr attr;
1173
1174         u32 ignore_gfp_highmem;
1175         u32 ignore_gfp_wait;
1176         u32 min_order;
1177
1178 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1179
1180         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1181         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1182         struct dentry *min_order_file;
1183
1184 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1185
1186 } fail_page_alloc = {
1187         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1188         .ignore_gfp_wait = 1,
1189         .ignore_gfp_highmem = 1,
1190         .min_order = 1,
1191 };
1192
1193 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1194 {
1195         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1196 }
1197 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1198
1199 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1200 {
1201         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1202                 return 0;
1203         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1204                 return 0;
1205         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1206                 return 0;
1207         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1208                 return 0;
1209
1210         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1211 }
1212
1213 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1214
1215 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1216 {
1217         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1218         struct dentry *dir;
1219         int err;
1220
1221         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1222                                        "fail_page_alloc");
1223         if (err)
1224                 return err;
1225         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1226
1227         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1228                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1229                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1230
1231         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1232                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1233                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1234         fail_page_alloc.min_order_file =
1235                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1236                                    &fail_page_alloc.min_order);
1237
1238         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1239             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1240             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1241                 err = -ENOMEM;
1242                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1243                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1244                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1245                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1246         }
1247
1248         return err;
1249 }
1250
1251 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1252
1253 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1254
1255 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1256
1257 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1258 {
1259         return 0;
1260 }
1261
1262 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1263
1264 /*
1265  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1266  * of the allocation.
1267  */
1268 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1269                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1270 {
1271         /* free_pages my go negative - that's OK */
1272         long min = mark;
1273         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1274         int o;
1275
1276         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1277                 min -= min / 2;
1278         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1279                 min -= min / 4;
1280
1281         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1282                 return 0;
1283         for (o = 0; o < order; o++) {
1284                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1285                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1286
1287                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1288                 min >>= 1;
1289
1290                 if (free_pages <= min)
1291                         return 0;
1292         }
1293         return 1;
1294 }
1295
1296 #ifdef CONFIG_NUMA
1297 /*
1298  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1299  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1300  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1301  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1302  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1303  *
1304  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1305  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1306  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1307  *
1308  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1309  * nothing and returns NULL.
1310  *
1311  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1312  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1313  *
1314  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1315  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1316  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1317  * quickly as we can.
1318  */
1319 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1320 {
1321         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1322         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1323
1324         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1325         if (!zlc)
1326                 return NULL;
1327
1328         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1329                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1330                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1331         }
1332
1333         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1334                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1335                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1336         return allowednodes;
1337 }
1338
1339 /*
1340  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1341  * if it is worth looking at further for free memory:
1342  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1343  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1344  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1345  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1346  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1347  * else return false (zero) if it is not.
1348  *
1349  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1350  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1351  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1352  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1353  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1354  * into the second scan of the zonelist.
1355  *
1356  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1357  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1358  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1359  * unturned looking for a free page.
1360  */
1361 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1362                                                 nodemask_t *allowednodes)
1363 {
1364         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1365         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1366         int n;                          /* node that zone *z is on */
1367
1368         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1369         if (!zlc)
1370                 return 1;
1371
1372         i = z - zonelist->_zonerefs;
1373         n = zlc->z_to_n[i];
1374
1375         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1376         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1377 }
1378
1379 /*
1380  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1381  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1382  * from that zone don't waste time re-examining it.
1383  */
1384 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1385 {
1386         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1387         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1388
1389         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1390         if (!zlc)
1391                 return;
1392
1393         i = z - zonelist->_zonerefs;
1394
1395         set_bit(i, zlc->fullzones);
1396 }
1397
1398 #else   /* CONFIG_NUMA */
1399
1400 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1401 {
1402         return NULL;
1403 }
1404
1405 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1406                                 nodemask_t *allowednodes)
1407 {
1408         return 1;
1409 }
1410
1411 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1412 {
1413 }
1414 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1415
1416 /*
1417  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1418  * a page.
1419  */
1420 static struct page *
1421 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1422                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1423                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1424 {
1425         struct zoneref *z;
1426         struct page *page = NULL;
1427         int classzone_idx;
1428         struct zone *zone;
1429         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1430         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1431         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1432
1433         if (WARN_ON_ONCE(order >= MAX_ORDER))
1434                 return NULL;
1435
1436         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1437 zonelist_scan:
1438         /*
1439          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1440          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1441          */
1442         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1443                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1444                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1445                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1446                                 continue;
1447                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1448                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1449                                 goto try_next_zone;
1450
1451                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1452                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1453                         unsigned long mark;
1454                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1455                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1456                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1457                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1458                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1459                                         goto this_zone_full;
1460                         }
1461                 }
1462
1463                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1464                                                 gfp_mask, migratetype);
1465                 if (page)
1466                         break;
1467 this_zone_full:
1468                 if (NUMA_BUILD)
1469                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1470 try_next_zone:
1471                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1472                         /*
1473                          * we do zlc_setup after the first zone is tried but only
1474                          * if there are multiple nodes make it worthwhile
1475                          */
1476                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1477                         zlc_active = 1;
1478                         did_zlc_setup = 1;
1479                 }
1480         }
1481
1482         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1483                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1484                 zlc_active = 0;
1485                 goto zonelist_scan;
1486         }
1487         return page;
1488 }
1489
1490 static inline int
1491 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1492                                 unsigned long pages_reclaimed)
1493 {
1494         /* Do not loop if specifically requested */
1495         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1496                 return 0;
1497
1498         /*
1499          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1500          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1501          * implementations.
1502          */
1503         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1504                 return 1;
1505
1506         /*
1507          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1508          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1509          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1510          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1511          * allocation still fails, we stop retrying.
1512          */
1513         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1514                 return 1;
1515
1516         /*
1517          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1518          * explicitly requests that.
1519          */
1520         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1521                 return 1;
1522
1523         return 0;
1524 }
1525
1526 static inline struct page *
1527 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1528         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1529         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1530         int migratetype)
1531 {
1532         struct page *page;
1533
1534         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1535         if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1536                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1537                 return NULL;
1538         }
1539
1540         /*
1541          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1542          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1543          * we're still under heavy pressure.
1544          */
1545         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1546                 order, zonelist, high_zoneidx,
1547                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1548                 preferred_zone, migratetype);
1549         if (page)
1550                 goto out;
1551
1552         /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1553         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1554                 goto out;
1555
1556         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1557         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1558
1559 out:
1560         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1561         return page;
1562 }
1563
1564 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1565 static inline struct page *
1566 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1567         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1568         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1569         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
1570 {
1571         struct page *page = NULL;
1572         struct reclaim_state reclaim_state;
1573         struct task_struct *p = current;
1574
1575         cond_resched();
1576
1577         /* We now go into synchronous reclaim */
1578         cpuset_memory_pressure_bump();
1579
1580         /*
1581          * The task's cpuset might have expanded its set of allowable nodes
1582          */
1583         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1584         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1585         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1586         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1587
1588         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1589
1590         p->reclaim_state = NULL;
1591         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1592         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1593
1594         cond_resched();
1595
1596         if (order != 0)
1597                 drain_all_pages();
1598
1599         if (likely(*did_some_progress))
1600                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1601                                         zonelist, high_zoneidx,
1602                                         alloc_flags, preferred_zone,
1603                                         migratetype);
1604         return page;
1605 }
1606
1607 /*
1608  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
1609  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
1610  */
1611 static inline struct page *
1612 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1613         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1614         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1615         int migratetype)
1616 {
1617         struct page *page;
1618
1619         do {
1620                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1621                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
1622                         preferred_zone, migratetype);
1623
1624                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1625                         congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1626         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
1627
1628         return page;
1629 }
1630
1631 static inline
1632 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
1633                                                 enum zone_type high_zoneidx)
1634 {
1635         struct zoneref *z;
1636         struct zone *zone;
1637
1638         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1639                 wakeup_kswapd(zone, order);
1640 }
1641
1642 static inline int
1643 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
1644 {
1645         struct task_struct *p = current;
1646         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
1647         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1648
1649         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
1650         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != ALLOC_HIGH);
1651
1652         /*
1653          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1654          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1655          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1656          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1657          */
1658         alloc_flags |= (gfp_mask & __GFP_HIGH);
1659
1660         if (!wait) {
1661                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1662                 /*
1663                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1664                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1665                  */
1666                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
1667         } else if (unlikely(rt_task(p)))
1668                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1669
1670         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
1671                 if (!in_interrupt() &&
1672                     ((p->flags & PF_MEMALLOC) ||
1673                      unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
1674                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
1675         }
1676
1677         return alloc_flags;
1678 }
1679
1680 static inline struct page *
1681 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1682         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1683         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1684         int migratetype)
1685 {
1686         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1687         struct page *page = NULL;
1688         int alloc_flags;
1689         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1690         unsigned long did_some_progress;
1691         struct task_struct *p = current;
1692
1693         /*
1694          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1695          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1696          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1697          * using a larger set of nodes after it has established that the
1698          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1699          * over allocated.
1700          */
1701         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1702                 goto nopage;
1703
1704         wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx);
1705
1706         /*
1707          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1708          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1709          * to how we want to proceed.
1710          */
1711         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
1712
1713 restart:
1714         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
1715         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1716                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
1717                         preferred_zone, migratetype);
1718         if (page)
1719                 goto got_pg;
1720
1721 rebalance:
1722         /* Allocate without watermarks if the context allows */
1723         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
1724                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
1725                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1726                                 preferred_zone, migratetype);
1727                 if (page)
1728                         goto got_pg;
1729         }
1730
1731         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1732         if (!wait)
1733                 goto nopage;
1734
1735         /* Avoid recursion of direct reclaim */
1736         if (p->flags & PF_MEMALLOC)
1737                 goto nopage;
1738
1739         /* Try direct reclaim and then allocating */
1740         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
1741                                         zonelist, high_zoneidx,
1742                                         nodemask,
1743                                         alloc_flags, preferred_zone,
1744                                         migratetype, &did_some_progress);
1745         if (page)
1746                 goto got_pg;
1747
1748         /*
1749          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
1750          * running out of options and have to consider going OOM
1751          */
1752         if (!did_some_progress) {
1753                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1754                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
1755                                         zonelist, high_zoneidx,
1756                                         nodemask, preferred_zone,
1757                                         migratetype);
1758                         if (page)
1759                                 goto got_pg;
1760
1761                         /*
1762                          * The OOM killer does not trigger for high-order allocations
1763                          * but if no progress is being made, there are no other
1764                          * options and retrying is unlikely to help
1765                          */
1766                         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1767                                 goto nopage;
1768
1769                         goto restart;
1770                 }
1771         }
1772
1773         /* Check if we should retry the allocation */
1774         pages_reclaimed += did_some_progress;
1775         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
1776                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
1777                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1778                 goto rebalance;
1779         }
1780
1781 nopage:
1782         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1783                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1784                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1785                         p->comm, order, gfp_mask);
1786                 dump_stack();
1787                 show_mem();
1788         }
1789 got_pg:
1790         return page;
1791
1792 }
1793
1794 /*
1795  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1796  */
1797 struct page *
1798 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1799                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1800 {
1801         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1802         struct zone *preferred_zone;
1803         struct page *page;
1804         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
1805
1806         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
1807
1808         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
1809
1810         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1811                 return NULL;
1812
1813         /*
1814          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
1815          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
1816          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
1817          */
1818         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
1819                 return NULL;
1820
1821         /* The preferred zone is used for statistics later */
1822         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask, &preferred_zone);
1823         if (!preferred_zone)
1824                 return NULL;
1825
1826         /* First allocation attempt */
1827         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1828                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
1829                         preferred_zone, migratetype);
1830         if (unlikely(!page))
1831                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
1832                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1833                                 preferred_zone, migratetype);
1834
1835         return page;
1836 }
1837 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
1838
1839 /*
1840  * Common helper functions.
1841  */
1842 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1843 {
1844         struct page * page;
1845         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1846         if (!page)
1847                 return 0;
1848         return (unsigned long) page_address(page);
1849 }
1850
1851 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1852
1853 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1854 {
1855         struct page * page;
1856
1857         /*
1858          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1859          * a highmem page
1860          */
1861         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1862
1863         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1864         if (page)
1865                 return (unsigned long) page_address(page);
1866         return 0;
1867 }
1868
1869 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1870
1871 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1872 {
1873         int i = pagevec_count(pvec);
1874
1875         while (--i >= 0)
1876                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1877 }
1878
1879 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1880 {
1881         if (put_page_testzero(page)) {
1882                 if (order == 0)
1883                         free_hot_page(page);
1884                 else
1885                         __free_pages_ok(page, order);
1886         }
1887 }
1888
1889 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1890
1891 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1892 {
1893         if (addr != 0) {
1894                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1895                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1896         }
1897 }
1898
1899 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1900
1901 /**
1902  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1903  * @size: the number of bytes to allocate
1904  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1905  *
1906  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1907  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1908  * allocate memory in power-of-two pages.
1909  *
1910  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1911  *
1912  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1913  */
1914 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1915 {
1916         unsigned int order = get_order(size);
1917         unsigned long addr;
1918
1919         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1920         if (addr) {
1921                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1922                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1923
1924                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1925                 while (used < alloc_end) {
1926                         free_page(used);
1927                         used += PAGE_SIZE;
1928                 }
1929         }
1930
1931         return (void *)addr;
1932 }
1933 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1934
1935 /**
1936  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1937  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1938  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1939  *
1940  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1941  */
1942 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1943 {
1944         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1945         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1946
1947         while (addr < end) {
1948                 free_page(addr);
1949                 addr += PAGE_SIZE;
1950         }
1951 }
1952 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1953
1954 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1955 {
1956         struct zoneref *z;
1957         struct zone *zone;
1958
1959         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1960         unsigned int sum = 0;
1961
1962         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1963
1964         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1965                 unsigned long size = zone->present_pages;
1966                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
1967                 if (size > high)
1968                         sum += size - high;
1969         }
1970
1971         return sum;
1972 }
1973
1974 /*
1975  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1976  */
1977 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1978 {
1979         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1980 }
1981 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1982
1983 /*
1984  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1985  */
1986 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1987 {
1988         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1989 }
1990
1991 static inline void show_node(struct zone *zone)
1992 {
1993         if (NUMA_BUILD)
1994                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1995 }
1996
1997 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1998 {
1999         val->totalram = totalram_pages;
2000         val->sharedram = 0;
2001         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2002         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2003         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2004         val->freehigh = nr_free_highpages();
2005         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2006 }
2007
2008 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2009
2010 #ifdef CONFIG_NUMA
2011 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2012 {
2013         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2014
2015         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2016         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2017 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2018         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2019         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2020                         NR_FREE_PAGES);
2021 #else
2022         val->totalhigh = 0;
2023         val->freehigh = 0;
2024 #endif
2025         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2026 }
2027 #endif
2028
2029 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2030
2031 /*
2032  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2033  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2034  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2035  */
2036 void show_free_areas(void)
2037 {
2038         int cpu;
2039         struct zone *zone;
2040
2041         for_each_populated_zone(zone) {
2042                 show_node(zone);
2043                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2044
2045                 for_each_online_cpu(cpu) {
2046                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2047
2048                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
2049
2050                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2051                                cpu, pageset->pcp.high,
2052                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2053                 }
2054         }
2055
2056         printk("Active_anon:%lu active_file:%lu inactive_anon:%lu\n"
2057                 " inactive_file:%lu"
2058 //TODO:  check/adjust line lengths
2059 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2060                 " unevictable:%lu"
2061 #endif
2062                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2063                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2064                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2065                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2066                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2067                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2068 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2069                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2070 #endif
2071                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2072                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2073                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2074                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2075                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
2076                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2077                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2078                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2079                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2080
2081         for_each_populated_zone(zone) {
2082                 int i;
2083
2084                 show_node(zone);
2085                 printk("%s"
2086                         " free:%lukB"
2087                         " min:%lukB"
2088                         " low:%lukB"
2089                         " high:%lukB"
2090                         " active_anon:%lukB"
2091                         " inactive_anon:%lukB"
2092                         " active_file:%lukB"
2093                         " inactive_file:%lukB"
2094 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2095                         " unevictable:%lukB"
2096 #endif
2097                         " present:%lukB"
2098                         " pages_scanned:%lu"
2099                         " all_unreclaimable? %s"
2100                         "\n",
2101                         zone->name,
2102                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2103                         K(min_wmark_pages(zone)),
2104                         K(low_wmark_pages(zone)),
2105                         K(high_wmark_pages(zone)),
2106                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2107                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2108                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2109                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2110 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2111                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2112 #endif
2113                         K(zone->present_pages),
2114                         zone->pages_scanned,
2115                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
2116                         );
2117                 printk("lowmem_reserve[]:");
2118                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2119                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2120                 printk("\n");
2121         }
2122
2123         for_each_populated_zone(zone) {
2124                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2125
2126                 show_node(zone);
2127                 printk("%s: ", zone->name);
2128
2129                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2130                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2131                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2132                         total += nr[order] << order;
2133                 }
2134                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2135                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2136                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2137                 printk("= %lukB\n", K(total));
2138         }
2139
2140         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2141
2142         show_swap_cache_info();
2143 }
2144
2145 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2146 {
2147         zoneref->zone = zone;
2148         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2149 }
2150
2151 /*
2152  * Builds allocation fallback zone lists.
2153  *
2154  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2155  */
2156 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2157                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2158 {
2159         struct zone *zone;
2160
2161         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2162         zone_type++;
2163
2164         do {
2165                 zone_type--;
2166                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2167                 if (populated_zone(zone)) {
2168                         zoneref_set_zone(zone,
2169                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2170                         check_highest_zone(zone_type);
2171                 }
2172
2173         } while (zone_type);
2174         return nr_zones;
2175 }
2176
2177
2178 /*
2179  *  zonelist_order:
2180  *  0 = automatic detection of better ordering.
2181  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2182  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2183  *
2184  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2185  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2186  */
2187 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2188 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2189 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2190
2191 /* zonelist order in the kernel.
2192  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2193  */
2194 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2195 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2196
2197
2198 #ifdef CONFIG_NUMA
2199 /* The value user specified ....changed by config */
2200 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2201 /* string for sysctl */
2202 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2203 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2204
2205 /*
2206  * interface for configure zonelist ordering.
2207  * command line option "numa_zonelist_order"
2208  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2209  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2210  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2211  */
2212
2213 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2214 {
2215         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2216                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2217         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2218                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2219         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2220                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2221         } else {
2222                 printk(KERN_WARNING
2223                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2224                         "%s\n", s);
2225                 return -EINVAL;
2226         }
2227         return 0;
2228 }
2229
2230 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2231 {
2232         if (s)
2233                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2234         return 0;
2235 }
2236 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2237
2238 /*
2239  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2240  */
2241 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2242                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2243                 loff_t *ppos)
2244 {
2245         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2246         int ret;
2247
2248         if (write)
2249                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2250                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2251         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2252         if (ret)
2253                 return ret;
2254         if (write) {
2255                 int oldval = user_zonelist_order;
2256                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2257                         /*
2258                          * bogus value.  restore saved string
2259                          */
2260                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2261                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2262                         user_zonelist_order = oldval;
2263                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2264                         build_all_zonelists();
2265         }
2266         return 0;
2267 }
2268
2269
2270 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
2271 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2272
2273 /**
2274  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2275  * @node: node whose fallback list we're appending
2276  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2277  *
2278  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2279  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2280  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2281  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2282  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2283  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2284  * on them otherwise.
2285  * It returns -1 if no node is found.
2286  */
2287 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2288 {
2289         int n, val;
2290         int min_val = INT_MAX;
2291         int best_node = -1;
2292         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2293
2294         /* Use the local node if we haven't already */
2295         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2296                 node_set(node, *used_node_mask);
2297                 return node;
2298         }
2299
2300         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2301
2302                 /* Don't want a node to appear more than once */
2303                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2304                         continue;
2305
2306                 /* Use the distance array to find the distance */
2307                 val = node_distance(node, n);
2308
2309                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2310                 val += (n < node);
2311
2312                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2313                 tmp = cpumask_of_node(n);
2314                 if (!cpumask_empty(tmp))
2315                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2316
2317                 /* Slight preference for less loaded node */
2318                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2319                 val += node_load[n];
2320
2321                 if (val < min_val) {
2322                         min_val = val;
2323                         best_node = n;
2324                 }
2325         }
2326
2327         if (best_node >= 0)
2328                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2329
2330         return best_node;
2331 }
2332
2333
2334 /*
2335  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2336  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2337  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2338  */
2339 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2340 {
2341         int j;
2342         struct zonelist *zonelist;
2343
2344         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2345         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2346                 ;
2347         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2348                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2349         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2350         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2351 }
2352
2353 /*
2354  * Build gfp_thisnode zonelists
2355  */
2356 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2357 {
2358         int j;
2359         struct zonelist *zonelist;
2360
2361         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2362         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2363         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2364         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2365 }
2366
2367 /*
2368  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2369  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2370  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2371  * may still exist in local DMA zone.
2372  */
2373 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2374
2375 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2376 {
2377         int pos, j, node;
2378         int zone_type;          /* needs to be signed */
2379         struct zone *z;
2380         struct zonelist *zonelist;
2381
2382         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2383         pos = 0;
2384         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2385                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2386                         node = node_order[j];
2387                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2388                         if (populated_zone(z)) {
2389                                 zoneref_set_zone(z,
2390                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2391                                 check_highest_zone(zone_type);
2392                         }
2393                 }
2394         }
2395         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2396         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2397 }
2398
2399 static int default_zonelist_order(void)
2400 {
2401         int nid, zone_type;
2402         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2403         struct zone *z;
2404         int average_size;
2405         /*
2406          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2407          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2408          * into OOM very easily.
2409          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2410          */
2411         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2412         low_kmem_size = 0;
2413         total_size = 0;
2414         for_each_online_node(nid) {
2415                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2416                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2417                         if (populated_zone(z)) {
2418                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2419                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2420                                 total_size += z->present_pages;
2421                         }
2422                 }
2423         }
2424         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2425             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2426                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2427         /*
2428          * look into each node's config.
2429          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2430          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2431          */
2432         average_size = total_size /
2433                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2434         for_each_online_node(nid) {
2435                 low_kmem_size = 0;
2436                 total_size = 0;
2437                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2438                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2439                         if (populated_zone(z)) {
2440                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2441                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2442                                 total_size += z->present_pages;
2443                         }
2444                 }
2445                 if (low_kmem_size &&
2446                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2447                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2448                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2449         }
2450         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2451 }
2452
2453 static void set_zonelist_order(void)
2454 {
2455         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2456                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2457         else
2458                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2459 }
2460
2461 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2462 {
2463         int j, node, load;
2464         enum zone_type i;
2465         nodemask_t used_mask;
2466         int local_node, prev_node;
2467         struct zonelist *zonelist;
2468         int order = current_zonelist_order;
2469
2470         /* initialize zonelists */
2471         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2472                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2473                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2474                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2475         }
2476
2477         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2478         local_node = pgdat->node_id;
2479         load = nr_online_nodes;
2480         prev_node = local_node;
2481         nodes_clear(used_mask);
2482
2483         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2484         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2485         j = 0;
2486
2487         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2488                 int distance = node_distance(local_node, node);
2489
2490                 /*
2491                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2492                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2493                  */
2494                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2495                         zone_reclaim_mode = 1;
2496
2497                 /*
2498                  * We don't want to pressure a particular node.
2499                  * So adding penalty to the first node in same
2500                  * distance group to make it round-robin.
2501                  */
2502                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2503                         node_load[node] = load;
2504
2505                 prev_node = node;
2506                 load--;
2507                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2508                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2509                 else
2510                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2511         }
2512
2513         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2514                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2515                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2516         }
2517
2518         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2519 }
2520
2521 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2522 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2523 {
2524         struct zonelist *zonelist;
2525         struct zonelist_cache *zlc;
2526         struct zoneref *z;
2527
2528         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2529         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2530         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2531         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2532                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2533 }
2534
2535
2536 #else   /* CONFIG_NUMA */
2537
2538 static void set_zonelist_order(void)
2539 {
2540         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2541 }
2542
2543 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2544 {
2545         int node, local_node;
2546         enum zone_type j;
2547         struct zonelist *zonelist;
2548
2549         local_node = pgdat->node_id;
2550
2551         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2552         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2553
2554         /*
2555          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2556          * of all the other nodes.
2557          * We don't want to pressure a particular node, so when
2558          * building the zones for node N, we make sure that the
2559          * zones coming right after the local ones are those from
2560          * node N+1 (modulo N)
2561          */
2562         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2563                 if (!node_online(node))
2564                         continue;
2565                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2566                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2567         }
2568         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2569                 if (!node_online(node))
2570                         continue;
2571                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2572                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2573         }
2574
2575         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2576         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2577 }
2578
2579 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2580 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2581 {
2582         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2583 }
2584
2585 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2586
2587 /* return values int ....just for stop_machine() */
2588 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2589 {
2590         int nid;
2591
2592         for_each_online_node(nid) {
2593                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2594
2595                 build_zonelists(pgdat);
2596                 build_zonelist_cache(pgdat);
2597         }
2598         return 0;
2599 }
2600
2601 void build_all_zonelists(void)
2602 {
2603         set_zonelist_order();
2604
2605         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2606                 __build_all_zonelists(NULL);
2607                 mminit_verify_zonelist();
2608                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2609         } else {
2610                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2611                    of zonelist */
2612                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2613                 /* cpuset refresh routine should be here */
2614         }
2615         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2616         /*
2617          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2618          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2619          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2620          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2621          * disabled and enable it later
2622          */
2623         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2624                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2625         else
2626                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2627
2628         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2629                 "Total pages: %ld\n",
2630                         nr_online_nodes,
2631                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2632                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2633                         vm_total_pages);
2634 #ifdef CONFIG_NUMA
2635         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2636 #endif
2637 }
2638
2639 /*
2640  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2641  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2642  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2643  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2644  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2645  * conservative, even though it seems large.
2646  *
2647  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2648  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2649  */
2650 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2651
2652 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2653 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2654 {
2655         unsigned long size = 1;
2656
2657         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2658
2659         while (size < pages)
2660                 size <<= 1;
2661
2662         /*
2663          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2664          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2665          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2666          */
2667         size = min(size, 4096UL);
2668
2669         return max(size, 4UL);
2670 }
2671 #else
2672 /*
2673  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2674  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2675  *
2676  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2677  *
2678  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2679  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2680  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2681  *
2682  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2683  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2684  *
2685  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2686  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2687  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2688  */
2689 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2690 {
2691         return 4096UL;
2692 }
2693 #endif
2694
2695 /*
2696  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2697  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2698  * hash function before the remainder is taken.
2699  */
2700 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2701 {
2702         return ffz(~size);
2703 }
2704
2705 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2706
2707 /*
2708  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2709  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
2710  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2711  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2712  * blocks as reclaim kicks in
2713  */
2714 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2715 {
2716         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2717         struct page *page;
2718         unsigned long reserve, block_migratetype;
2719
2720         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2721         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2722         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2723         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
2724                                                         pageblock_order;
2725
2726         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2727                 if (!pfn_valid(pfn))
2728                         continue;
2729                 page = pfn_to_page(pfn);
2730
2731                 /* Watch out for overlapping nodes */
2732                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2733                         continue;
2734
2735                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2736                 if (PageReserved(page))
2737                         continue;
2738
2739                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2740
2741                 /* If this block is reserved, account for it */
2742                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2743                         reserve--;
2744                         continue;
2745                 }
2746
2747                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2748                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2749                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2750                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2751                         reserve--;
2752                         continue;
2753                 }
2754
2755                 /*
2756                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2757                  * take it back
2758                  */
2759                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2760                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2761                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2762                 }
2763         }
2764 }
2765
2766 /*
2767  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2768  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2769  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2770  */
2771 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2772                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2773 {
2774         struct page *page;
2775         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2776         unsigned long pfn;
2777         struct zone *z;
2778
2779         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
2780                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
2781
2782         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2783         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2784                 /*
2785                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2786                  * handed to this function.  They do not
2787                  * exist on hotplugged memory.
2788                  */
2789                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2790                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2791                                 continue;
2792                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2793                                 continue;
2794                 }
2795                 page = pfn_to_page(pfn);
2796                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2797                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2798                 init_page_count(page);
2799                 reset_page_mapcount(page);
2800                 SetPageReserved(page);
2801                 /*
2802                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2803                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2804                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2805                  * the address space during boot when many long-lived
2806                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2807                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2808                  * setup_zone_migrate_reserve()
2809                  *
2810                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2811                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2812                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2813                  * pfn out of zone.
2814                  */
2815                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2816                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2817                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2818                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2819
2820                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2821 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2822                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2823                 if (!is_highmem_idx(zone))
2824                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2825 #endif
2826         }
2827 }
2828
2829 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2830 {
2831         int order, t;
2832         for_each_migratetype_order(order, t) {
2833                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2834                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2835         }
2836 }
2837
2838 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2839 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2840         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2841 #endif
2842
2843 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2844 {
2845 #ifdef CONFIG_MMU
2846         int batch;
2847
2848         /*
2849          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2850          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2851          *
2852          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2853          */
2854         batch = zone->present_pages / 1024;
2855         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2856                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2857         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2858         if (batch < 1)
2859                 batch = 1;
2860
2861         /*
2862          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2863          * of 2 value was found to be more likely to have
2864          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2865          *
2866          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2867          * batches of pages, one task can end up with a lot
2868          * of pages of one half of the possible page colors
2869          * and the other with pages of the other colors.
2870          */
2871         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
2872
2873         return batch;
2874
2875 #else
2876         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
2877          * conditions.
2878          *
2879          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
2880          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
2881          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
2882          *
2883          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
2884          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
2885          * can be a significant delay between the individual batches being
2886          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
2887          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
2888          */
2889         return 0;
2890 #endif
2891 }
2892
2893 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2894 {
2895         struct per_cpu_pages *pcp;
2896
2897         memset(p, 0, sizeof(*p));
2898
2899         pcp = &p->pcp;
2900         pcp->count = 0;
2901         pcp->high = 6 * batch;
2902         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2903         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2904 }
2905
2906 /*
2907  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2908  * to the value high for the pageset p.
2909  */
2910
2911 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2912                                 unsigned long high)
2913 {
2914         struct per_cpu_pages *pcp;
2915
2916         pcp = &p->pcp;
2917         pcp->high = high;
2918         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2919         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2920                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2921 }
2922
2923
2924 #ifdef CONFIG_NUMA
2925 /*
2926  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2927  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2928  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2929  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2930  * with interrupts disabled.
2931  *
2932  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2933  *
2934  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2935  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2936  * hotplugged processors.
2937  *
2938  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2939  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2940  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2941  */
2942 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2943
2944 /*
2945  * Dynamically allocate memory for the
2946  * per cpu pageset array in struct zone.
2947  */
2948 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2949 {
2950         struct zone *zone, *dzone;
2951         int node = cpu_to_node(cpu);
2952
2953         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2954
2955         for_each_populated_zone(zone) {
2956                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2957                                          GFP_KERNEL, node);
2958                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2959                         goto bad;
2960
2961                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2962
2963                 if (percpu_pagelist_fraction)
2964                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2965                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2966         }
2967
2968         return 0;
2969 bad:
2970         for_each_zone(dzone) {
2971                 if (!populated_zone(dzone))
2972                         continue;
2973                 if (dzone == zone)
2974                         break;
2975                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2976                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2977         }
2978         return -ENOMEM;
2979 }
2980
2981 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2982 {
2983         struct zone *zone;
2984
2985         for_each_zone(zone) {
2986                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2987
2988                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2989                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2990                         kfree(pset);
2991                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2992         }
2993 }
2994
2995 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2996                 unsigned long action,
2997                 void *hcpu)
2998 {
2999         int cpu = (long)hcpu;
3000         int ret = NOTIFY_OK;
3001
3002         switch (action) {
3003         case CPU_UP_PREPARE:
3004         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3005                 if (process_zones(cpu))
3006                         ret = NOTIFY_BAD;
3007                 break;
3008         case CPU_UP_CANCELED:
3009         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3010         case CPU_DEAD:
3011         case CPU_DEAD_FROZEN:
3012                 free_zone_pagesets(cpu);
3013                 break;
3014         default:
3015                 break;
3016         }
3017         return ret;
3018 }
3019
3020 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
3021         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
3022
3023 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
3024 {
3025         int err;
3026
3027         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
3028          * A cpuup callback will do this for every cpu
3029          * as it comes online
3030          */
3031         err = process_zones(smp_processor_id());
3032         BUG_ON(err);
3033         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
3034 }
3035
3036 #endif
3037
3038 static noinline __init_refok
3039 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3040 {
3041         int i;
3042         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3043         size_t alloc_size;
3044
3045         /*
3046          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3047          * per zone.
3048          */
3049         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3050                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3051         zone->wait_table_bits =
3052                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3053         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3054                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3055
3056         if (!slab_is_available()) {
3057                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3058                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
3059         } else {
3060                 /*
3061                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3062                  * via memory hot-add.
3063                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3064                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3065                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3066                  * node itself as well.
3067                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3068                  * necessary.
3069                  */
3070                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3071         }
3072         if (!zone->wait_table)
3073                 return -ENOMEM;
3074
3075         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3076                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3077
3078         return 0;
3079 }
3080
3081 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3082 {
3083         int cpu;
3084         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
3085
3086         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
3087 #ifdef CONFIG_NUMA
3088                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
3089                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
3090                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
3091 #else
3092                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
3093 #endif
3094         }
3095         if (zone->present_pages)
3096                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
3097                         zone->name, zone->present_pages, batch);
3098 }
3099
3100 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3101                                         unsigned long zone_start_pfn,
3102                                         unsigned long size,
3103                                         enum memmap_context context)
3104 {
3105         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3106         int ret;
3107         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3108         if (ret)
3109                 return ret;
3110         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3111
3112         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3113
3114         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3115                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3116                         pgdat->node_id,
3117                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3118                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3119
3120         zone_init_free_lists(zone);
3121
3122         return 0;
3123 }
3124
3125 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3126 /*
3127  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3128  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3129  */
3130 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3131 {
3132         int i;
3133
3134         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3135                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3136                         return i;
3137
3138         return -1;
3139 }
3140
3141 /*
3142  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3143  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3144  */
3145 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3146 {
3147         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3148                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3149                         return index;
3150
3151         return -1;
3152 }
3153
3154 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3155 /*
3156  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3157  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3158  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3159  * alternative
3160  */
3161 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3162 {
3163         int i;
3164
3165         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3166                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3167                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3168
3169                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3170                         return early_node_map[i].nid;
3171         }
3172         /* This is a memory hole */
3173         return -1;
3174 }
3175 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3176
3177 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3178 {
3179         int nid;
3180
3181         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3182         if (nid >= 0)
3183                 return nid;
3184         /* just returns 0 */
3185         return 0;
3186 }
3187
3188 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3189 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3190 {
3191         int nid;
3192
3193         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3194         if (nid >= 0 && nid != node)
3195                 return false;
3196         return true;
3197 }
3198 #endif
3199
3200 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3201 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3202         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3203                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3204
3205 /**
3206  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3207  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3208  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3209  *
3210  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3211  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3212  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3213  */
3214 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3215                                                 unsigned long max_low_pfn)
3216 {
3217         int i;
3218
3219         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3220                 unsigned long size_pages = 0;
3221                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3222
3223                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3224                         continue;
3225
3226                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3227                         end_pfn = max_low_pfn;
3228
3229                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3230                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3231                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3232                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3233         }
3234 }
3235
3236 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3237 {
3238         int i;
3239         int ret;
3240
3241         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3242                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3243                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3244                 if (ret)
3245                         break;
3246         }
3247 }
3248 /**
3249  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3250  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3251  *
3252  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3253  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3254  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3255  */
3256 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3257 {
3258         int i;
3259
3260         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3261                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3262                                 early_node_map[i].start_pfn,
3263                                 early_node_map[i].end_pfn);
3264 }
3265
3266 /**
3267  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3268  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3269  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3270  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3271  *
3272  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3273  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3274  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3275  * PFNs will be 0.
3276  */
3277 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3278                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3279 {
3280         int i;
3281         *start_pfn = -1UL;
3282         *end_pfn = 0;
3283
3284         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3285                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3286                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3287         }
3288
3289         if (*start_pfn == -1UL)
3290                 *start_pfn = 0;
3291 }
3292
3293 /*
3294  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3295  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3296  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3297  */
3298 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3299 {
3300         int zone_index;
3301         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3302                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3303                         continue;
3304
3305                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3306                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3307                         break;
3308         }
3309
3310         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3311         movable_zone = zone_index;
3312 }
3313
3314 /*
3315  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3316  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3317  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3318  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3319  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3320  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3321  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3322  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3323  */
3324 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3325                                         unsigned long zone_type,
3326                                         unsigned long node_start_pfn,
3327                                         unsigned long node_end_pfn,
3328                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3329                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3330 {
3331         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3332         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3333                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3334                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3335                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3336                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3337                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3338
3339                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3340                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3341                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3342                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3343
3344                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3345                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3346                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3347         }
3348 }
3349
3350 /*
3351  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3352  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3353  */
3354 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3355                                         unsigned long zone_type,
3356                                         unsigned long *ignored)
3357 {
3358         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3359         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3360
3361         /* Get the start and end of the node and zone */
3362         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3363         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3364         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3365         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3366                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3367                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3368
3369         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3370         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3371                 return 0;
3372
3373         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3374         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3375         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3376
3377         /* Return the spanned pages */
3378         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3379 }
3380
3381 /*
3382  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3383  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3384  */
3385 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3386                                 unsigned long range_start_pfn,
3387                                 unsigned long range_end_pfn)
3388 {
3389         int i = 0;
3390         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3391         unsigned long start_pfn;
3392
3393         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3394         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3395         if (i == -1)
3396                 return 0;
3397
3398         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3399
3400         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3401         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3402                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3403
3404         /* Find all holes for the zone within the node */
3405         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3406
3407                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3408                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3409                         break;
3410
3411                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3412                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3413                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3414
3415                 /* Update the hole size cound and move on */
3416                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3417                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3418                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3419                 }
3420                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3421         }
3422
3423         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3424         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3425                 hole_pages += range_end_pfn -
3426                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3427
3428         return hole_pages;
3429 }
3430
3431 /**
3432  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3433  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3434  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3435  *
3436  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3437  */
3438 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3439                                                         unsigned long end_pfn)
3440 {
3441         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3442 }
3443
3444 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3445 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3446                                         unsigned long zone_type,
3447                                         unsigned long *ignored)
3448 {
3449         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3450         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3451
3452         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3453         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3454                                                         node_start_pfn);
3455         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3456                                                         node_end_pfn);
3457
3458         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3459                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3460                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3461         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3462 }
3463
3464 #else
3465 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3466                                         unsigned long zone_type,
3467                                         unsigned long *zones_size)
3468 {
3469         return zones_size[zone_type];
3470 }
3471
3472 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3473                                                 unsigned long zone_type,
3474                                                 unsigned long *zholes_size)
3475 {
3476         if (!zholes_size)
3477                 return 0;
3478
3479         return zholes_size[zone_type];
3480 }
3481
3482 #endif
3483
3484 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3485                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3486 {
3487         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3488         enum zone_type i;
3489
3490         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3491                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3492                                                                 zones_size);
3493         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3494
3495         realtotalpages = totalpages;
3496         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3497                 realtotalpages -=
3498                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3499                                                                 zholes_size);
3500         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3501         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3502                                                         realtotalpages);
3503 }
3504
3505 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3506 /*
3507  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3508  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3509  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3510  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3511  * bytes.
3512  */
3513 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3514 {
3515         unsigned long usemapsize;
3516
3517         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3518         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3519         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3520         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3521
3522         return usemapsize / 8;
3523 }
3524
3525 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3526                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3527 {
3528         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3529         zone->pageblock_flags = NULL;
3530         if (usemapsize)
3531                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3532 }
3533 #else
3534 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3535                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3536 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3537
3538 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3539
3540 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3541 static inline int pageblock_default_order(void)
3542 {
3543         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3544                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3545
3546         return MAX_ORDER-1;
3547 }
3548
3549 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3550 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3551 {
3552         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3553         if (pageblock_order)
3554                 return;
3555
3556         /*
3557          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3558          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3559          */
3560         pageblock_order = order;
3561 }
3562 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3563
3564 /*
3565  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3566  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3567  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3568  * pageblock_order based on the kernel config
3569  */
3570 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3571 {
3572         return MAX_ORDER-1;
3573 }
3574 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3575
3576 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3577
3578 /*
3579  * Set up the zone data structures:
3580  *   - mark all pages reserved
3581  *   - mark all memory queues empty
3582  *   - clear the memory bitmaps
3583  */
3584 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3585                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3586 {
3587         enum zone_type j;
3588         int nid = pgdat->node_id;
3589         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3590         int ret;
3591
3592         pgdat_resize_init(pgdat);
3593         pgdat->nr_zones = 0;
3594         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3595         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3596         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3597         
3598         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3599                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3600                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3601                 enum lru_list l;
3602
3603                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3604                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3605                                                                 zholes_size);
3606
3607                 /*
3608                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3609                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3610                  * and per-cpu initialisations
3611                  */
3612                 memmap_pages =
3613                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3614                 if (realsize >= memmap_pages) {
3615                         realsize -= memmap_pages;
3616                         if (memmap_pages)
3617                                 printk(KERN_DEBUG
3618                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3619                                        zone_names[j], memmap_pages);
3620                 } else
3621                         printk(KERN_WARNING
3622                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3623                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3624
3625                 /* Account for reserved pages */
3626                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3627                         realsize -= dma_reserve;
3628                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3629                                         zone_names[0], dma_reserve);
3630                 }
3631
3632                 if (!is_highmem_idx(j))
3633                         nr_kernel_pages += realsize;
3634                 nr_all_pages += realsize;
3635
3636                 zone->spanned_pages = size;
3637                 zone->present_pages = realsize;
3638 #ifdef CONFIG_NUMA
3639                 zone->node = nid;
3640                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3641                                                 / 100;
3642                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3643 #endif
3644                 zone->name = zone_names[j];
3645                 spin_lock_init(&zone->lock);
3646                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3647                 zone_seqlock_init(zone);
3648                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3649
3650                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3651
3652                 zone_pcp_init(zone);
3653                 for_each_lru(l) {
3654                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3655                         zone->lru[l].nr_scan = 0;
3656                 }
3657                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
3658                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
3659                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
3660                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
3661                 zap_zone_vm_stats(zone);
3662                 zone->flags = 0;
3663                 if (!size)
3664                         continue;
3665
3666                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3667                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3668                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3669                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3670                 BUG_ON(ret);
3671                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3672                 zone_start_pfn += size;
3673         }
3674 }
3675
3676 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3677 {
3678         /* Skip empty nodes */
3679         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3680                 return;
3681
3682 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3683         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3684         if (!pgdat->node_mem_map) {
3685                 unsigned long size, start, end;
3686                 struct page *map;
3687
3688                 /*
3689                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3690                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3691                  * for the buddy allocator to function correctly.
3692                  */
3693                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3694                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3695                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3696                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3697                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3698                 if (!map)
3699                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3700                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3701         }
3702 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3703         /*
3704          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3705          */
3706         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3707                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3708 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3709                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3710                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3711 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3712         }
3713 #endif
3714 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3715 }
3716
3717 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3718                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3719 {
3720         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3721
3722         pgdat->node_id = nid;
3723         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3724         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3725
3726         alloc_node_mem_map(pgdat);
3727 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3728         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3729                 nid, (unsigned long)pgdat,
3730                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3731 #endif
3732
3733         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3734 }
3735
3736 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3737
3738 #if MAX_NUMNODES > 1
3739 /*
3740  * Figure out the number of possible node ids.
3741  */
3742 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3743 {
3744         unsigned int node;
3745         unsigned int highest = 0;
3746
3747         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3748                 highest = node;
3749         nr_node_ids = highest + 1;
3750 }
3751 #else
3752 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3753 {
3754 }
3755 #endif
3756
3757 /**
3758  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3759  * @nid: The node ID the range resides on
3760  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3761  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3762  *
3763  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3764  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3765  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3766  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3767  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3768  */
3769 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3770                                                 unsigned long end_pfn)
3771 {
3772         int i;
3773
3774         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3775                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3776                         "%d entries of %d used\n",
3777                         nid, start_pfn, end_pfn,
3778                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3779
3780         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3781
3782         /* Merge with existing active regions if possible */
3783         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3784                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3785                         continue;
3786
3787                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3788                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3789                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3790                         return;
3791
3792                 /* Merge forward if suitable */
3793                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3794                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3795                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3796                         return;
3797                 }
3798
3799                 /* Merge backward if suitable */
3800                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3801                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3802                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3803                         return;
3804                 }
3805         }
3806
3807         /* Check that early_node_map is large enough */
3808         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3809                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3810                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3811                 return;
3812         }
3813
3814         early_node_map[i].nid = nid;
3815         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3816         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3817         nr_nodemap_entries = i + 1;
3818 }
3819
3820 /**
3821  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3822  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3823  * @start_pfn: The new PFN of the range
3824  * @end_pfn: The new PFN of the range
3825  *
3826  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3827  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3828  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3829  * range.
3830  */
3831 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3832                                 unsigned long end_pfn)
3833 {
3834         int i, j;
3835         int removed = 0;
3836
3837         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3838                           nid, start_pfn, end_pfn);
3839
3840         /* Find the old active region end and shrink */
3841         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3842                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3843                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3844                         /* clear it */
3845                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3846                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3847                         removed = 1;
3848                         continue;
3849                 }
3850                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3851                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3852                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3853                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3854                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3855                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3856                         continue;
3857                 }
3858                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3859                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3860                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3861                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3862                         continue;
3863                 }
3864         }
3865
3866         if (!removed)
3867                 return;
3868
3869         /* remove the blank ones */
3870         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3871                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3872                         continue;
3873                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3874                         continue;
3875                 /* we found it, get rid of it */
3876                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3877                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3878                                 sizeof(early_node_map[j]));
3879                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3880                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3881                 nr_nodemap_entries--;
3882         }
3883 }
3884
3885 /**
3886  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3887  *
3888  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3889  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3890  * all currently registered regions.
3891  */
3892 void __init remove_all_active_ranges(void)
3893 {
3894         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3895         nr_nodemap_entries = 0;
3896 }
3897
3898 /* Compare two active node_active_regions */
3899 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3900 {
3901         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3902         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3903
3904         /* Done this way to avoid overflows */
3905         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3906                 return 1;
3907         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3908                 return -1;
3909
3910         return 0;
3911 }
3912
3913 /* sort the node_map by start_pfn */
3914 static void __init sort_node_map(void)
3915 {
3916         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3917                         sizeof(struct node_active_region),
3918                         cmp_node_active_region, NULL);
3919 }
3920
3921 /* Find the lowest pfn for a node */
3922 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3923 {
3924         int i;
3925         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3926
3927         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3928         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3929                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3930
3931         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3932                 printk(KERN_WARNING
3933                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3934                 return 0;
3935         }
3936
3937         return min_pfn;
3938 }
3939
3940 /**
3941  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3942  *
3943  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3944  * add_active_range().
3945  */
3946 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3947 {
3948         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3949 }
3950
3951 /*
3952  * early_calculate_totalpages()
3953  * Sum pages in active regions for movable zone.
3954  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3955  */
3956 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3957 {
3958         int i;
3959         unsigned long totalpages = 0;
3960
3961         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3962                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3963                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3964                 totalpages += pages;
3965                 if (pages)
3966                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3967         }
3968         return totalpages;
3969 }
3970
3971 /*
3972  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3973  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3974  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3975  * others
3976  */
3977 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3978 {
3979         int i, nid;
3980         unsigned long usable_startpfn;
3981         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3982         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3983         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3984
3985         /*
3986          * If movablecore was specified, calculate what size of
3987          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3988          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3989          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3990          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3991          * what movablecore would have allowed.
3992          */
3993         if (required_movablecore) {
3994                 unsigned long corepages;
3995
3996                 /*
3997                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3998                  * was requested by the user
3999                  */
4000                 required_movablecore =
4001                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4002                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4003
4004                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4005         }
4006
4007         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4008         if (!required_kernelcore)
4009                 return;
4010
4011         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4012         find_usable_zone_for_movable();
4013         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4014
4015 restart:
4016         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4017         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4018         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4019                 /*
4020                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4021                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4022                  * amount of memory for the kernel
4023                  */
4024                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4025                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4026
4027                 /*
4028                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4029                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4030                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4031                  */
4032                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4033
4034                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4035                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4036                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4037                         unsigned long size_pages;
4038
4039                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4040                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4041                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4042                         if (start_pfn >= end_pfn)
4043                                 continue;
4044
4045                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4046                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4047                                 unsigned long kernel_pages;
4048                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4049                                                                 - start_pfn;
4050
4051                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4052                                                         kernelcore_remaining);
4053                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4054                                                         required_kernelcore);
4055
4056                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4057                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4058
4059                                         /*
4060                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4061                                          * that if we have to rebalance
4062                                          * kernelcore across nodes, we will
4063                                          * not double account here
4064                                          */
4065                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4066                                         continue;
4067                                 }
4068                                 start_pfn = usable_startpfn;
4069                         }
4070
4071                         /*
4072                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4073                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4074                          * number of pages used as kernelcore
4075                          */
4076                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4077                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4078                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4079                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4080
4081                         /*
4082                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4083                          * break if the kernelcore for this node has been
4084                          * satisified
4085                          */
4086                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4087                                                                 size_pages);
4088                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4089                         if (!kernelcore_remaining)
4090                                 break;
4091                 }
4092         }
4093
4094         /*
4095          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4096          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4097          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4098          * satisified
4099          */
4100         usable_nodes--;
4101         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4102                 goto restart;
4103
4104         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4105         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4106                 zone_movable_pfn[nid] =
4107                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4108 }
4109
4110 /* Any regular memory on that node ? */
4111 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4112 {
4113 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4114         enum zone_type zone_type;
4115
4116         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4117                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4118                 if (zone->present_pages)
4119                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4120         }
4121 #endif
4122 }
4123
4124 /**
4125  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4126  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4127  *
4128  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4129  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4130  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4131  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4132  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4133  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4134  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4135  * at arch_max_dma_pfn.
4136  */
4137 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4138 {
4139         unsigned long nid;
4140         int i;
4141
4142         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4143         sort_node_map();
4144
4145         /* Record where the zone boundaries are */
4146         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4147                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4148         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4149                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4150         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4151         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4152         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4153                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4154                         continue;
4155                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4156                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4157                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4158                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4159         }
4160         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4161         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4162
4163         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4164         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4165         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4166
4167         /* Print out the zone ranges */
4168         printk("Zone PFN ranges:\n");
4169         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4170                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4171                         continue;
4172                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4173                                 zone_names[i],
4174                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4175                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4176         }
4177
4178         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4179         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4180         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4181                 if (zone_movable_pfn[i])
4182                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4183         }
4184
4185         /* Print out the early_node_map[] */
4186         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4187         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4188                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4189                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4190                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4191
4192         /* Initialise every node */
4193         mminit_verify_pageflags_layout();
4194         setup_nr_node_ids();
4195         for_each_online_node(nid) {
4196                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4197                 free_area_init_node(nid, NULL,
4198                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4199
4200                 /* Any memory on that node */
4201                 if (pgdat->node_present_pages)
4202                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4203                 check_for_regular_memory(pgdat);
4204         }
4205 }
4206
4207 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4208 {
4209         unsigned long long coremem;
4210         if (!p)
4211                 return -EINVAL;
4212
4213         coremem = memparse(p, &p);
4214         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4215
4216         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4217         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4218
4219         return 0;
4220 }
4221
4222 /*
4223  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4224  * cannot be reclaimed or migrated.
4225  */
4226 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4227 {
4228         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4229 }
4230
4231 /*
4232  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4233  * can be reclaimed or migrated.
4234  */
4235 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4236 {
4237         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4238 }
4239
4240 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4241 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4242
4243 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4244
4245 /**
4246  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4247  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4248  *
4249  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4250  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4251  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4252  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4253  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4254  * smaller per-cpu batchsize.
4255  */
4256 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4257 {
4258         dma_reserve = new_dma_reserve;
4259 }
4260
4261 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4262 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4263 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4264 #endif
4265
4266 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4267 {
4268         free_area_init_node(0, zones_size,
4269                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4270 }
4271
4272 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4273                                  unsigned long action, void *hcpu)
4274 {
4275         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4276
4277         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4278                 drain_pages(cpu);
4279
4280                 /*
4281                  * Spill the event counters of the dead processor
4282                  * into the current processors event counters.
4283                  * This artificially elevates the count of the current
4284                  * processor.
4285                  */
4286                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4287
4288                 /*
4289                  * Zero the differential counters of the dead processor
4290                  * so that the vm statistics are consistent.
4291                  *
4292                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4293                  * race with what we are doing.
4294                  */
4295                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4296         }
4297         return NOTIFY_OK;
4298 }
4299
4300 void __init page_alloc_init(void)
4301 {
4302         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4303 }
4304
4305 /*
4306  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4307  *      or min_free_kbytes changes.
4308  */
4309 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4310 {
4311         struct pglist_data *pgdat;
4312         unsigned long reserve_pages = 0;
4313         enum zone_type i, j;
4314
4315         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4316                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4317                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4318                         unsigned long max = 0;
4319
4320                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4321                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4322                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4323                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4324                         }
4325
4326                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
4327                         max += high_wmark_pages(zone);
4328
4329                         if (max > zone->present_pages)
4330                                 max = zone->present_pages;
4331                         reserve_pages += max;
4332                 }
4333         }
4334         totalreserve_pages = reserve_pages;
4335 }
4336
4337 /*
4338  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4339  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4340  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4341  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4342  */
4343 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4344 {
4345         struct pglist_data *pgdat;
4346         enum zone_type j, idx;
4347
4348         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4349                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4350                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4351                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4352
4353                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4354
4355                         idx = j;
4356                         while (idx) {
4357                                 struct zone *lower_zone;
4358
4359                                 idx--;
4360
4361                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4362                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4363
4364                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4365                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4366                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4367                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4368                         }
4369                 }
4370         }
4371
4372         /* update totalreserve_pages */
4373         calculate_totalreserve_pages();
4374 }
4375
4376 /**
4377  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4378  *
4379  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4380  * with respect to min_free_kbytes.
4381  */
4382 void setup_per_zone_pages_min(void)
4383 {
4384         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4385         unsigned long lowmem_pages = 0;
4386         struct zone *zone;
4387         unsigned long flags;
4388
4389         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4390         for_each_zone(zone) {
4391                 if (!is_highmem(zone))
4392                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4393         }
4394
4395         for_each_zone(zone) {
4396                 u64 tmp;
4397
4398                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4399                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4400                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4401                 if (is_highmem(zone)) {
4402                         /*
4403                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4404                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4405                          * value here.
4406                          *
4407                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
4408                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4409                          * not be capped for highmem.
4410                          */
4411                         int min_pages;
4412
4413                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4414                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4415                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4416                         if (min_pages > 128)
4417                                 min_pages = 128;
4418                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
4419                 } else {
4420                         /*
4421                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4422                          * proportionate to the zone's size.
4423                          */
4424                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
4425                 }
4426
4427                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
4428                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
4429                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4430                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4431         }
4432
4433         /* update totalreserve_pages */
4434         calculate_totalreserve_pages();
4435 }
4436
4437 /**
4438  * setup_per_zone_inactive_ratio - called when min_free_kbytes changes.
4439  *
4440  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4441  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4442  * to be referenced again before it is swapped out.
4443  *
4444  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4445  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4446  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4447  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4448  *
4449  * total     target    max
4450  * memory    ratio     inactive anon
4451  * -------------------------------------
4452  *   10MB       1         5MB
4453  *  100MB       1        50MB
4454  *    1GB       3       250MB
4455  *   10GB      10       0.9GB
4456  *  100GB      31         3GB
4457  *    1TB     101        10GB
4458  *   10TB     320        32GB
4459  */
4460 static void setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4461 {
4462         struct zone *zone;
4463
4464         for_each_zone(zone) {
4465                 unsigned int gb, ratio;
4466
4467                 /* Zone size in gigabytes */
4468                 gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4469                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4470                 if (!ratio)
4471                         ratio = 1;
4472
4473                 zone->inactive_ratio = ratio;
4474         }
4475 }
4476
4477 /*
4478  * Initialise min_free_kbytes.
4479  *
4480  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4481  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4482  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4483  *
4484  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4485  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4486  *
4487  * which yields
4488  *
4489  * 16MB:        512k
4490  * 32MB:        724k
4491  * 64MB:        1024k
4492  * 128MB:       1448k
4493  * 256MB:       2048k
4494  * 512MB:       2896k
4495  * 1024MB:      4096k
4496  * 2048MB:      5792k
4497  * 4096MB:      8192k
4498  * 8192MB:      11584k
4499  * 16384MB:     16384k
4500  */
4501 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4502 {
4503         unsigned long lowmem_kbytes;
4504
4505         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4506
4507         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4508         if (min_free_kbytes < 128)
4509                 min_free_kbytes = 128;
4510         if (min_free_kbytes > 65536)
4511                 min_free_kbytes = 65536;
4512         setup_per_zone_pages_min();
4513         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4514         setup_per_zone_inactive_ratio();
4515         return 0;
4516 }
4517 module_init(init_per_zone_pages_min)
4518
4519 /*
4520  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4521  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4522  *      changes.
4523  */
4524 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4525         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4526 {
4527         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4528         if (write)
4529                 setup_per_zone_pages_min();
4530         return 0;
4531 }
4532
4533 #ifdef CONFIG_NUMA
4534 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4535         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4536 {
4537         struct zone *zone;
4538         int rc;
4539
4540         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4541         if (rc)
4542                 return rc;
4543
4544         for_each_zone(zone)
4545                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4546                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4547         return 0;
4548 }
4549
4550 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4551         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4552 {
4553         struct zone *zone;
4554         int rc;
4555
4556         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4557         if (rc)
4558                 return rc;
4559
4560         for_each_zone(zone)
4561                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4562                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4563         return 0;
4564 }
4565 #endif
4566
4567 /*
4568  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4569  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4570  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4571  *
4572  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4573  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4574  * if in function of the boot time zone sizes.
4575  */
4576 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4577         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4578 {
4579         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4580         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4581         return 0;
4582 }
4583
4584 /*
4585  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4586  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4587  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4588  */
4589
4590 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4591         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4592 {
4593         struct zone *zone;
4594         unsigned int cpu;
4595         int ret;
4596
4597         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4598         if (!write || (ret == -EINVAL))
4599                 return ret;
4600         for_each_zone(zone) {
4601                 for_each_online_cpu(cpu) {
4602                         unsigned long  high;
4603                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4604                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4605                 }
4606         }
4607         return 0;
4608 }
4609
4610 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4611
4612 #ifdef CONFIG_NUMA
4613 static int __init set_hashdist(char *str)
4614 {
4615         if (!str)
4616                 return 0;
4617         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4618         return 1;
4619 }
4620 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4621 #endif
4622
4623 /*
4624  * allocate a large system hash table from bootmem
4625  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4626  *   quantity of entries
4627  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4628  */
4629 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4630                                      unsigned long bucketsize,
4631                                      unsigned long numentries,
4632                                      int scale,
4633                                      int flags,
4634                                      unsigned int *_hash_shift,
4635                                      unsigned int *_hash_mask,
4636                                      unsigned long limit)
4637 {
4638         unsigned long long max = limit;
4639         unsigned long log2qty, size;
4640         void *table = NULL;
4641
4642         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4643         if (!numentries) {
4644                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4645                 numentries = nr_kernel_pages;
4646                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4647                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4648                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4649
4650                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4651                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4652                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4653                 else
4654                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4655
4656                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4657                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4658                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4659         }
4660         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4661
4662         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4663         if (max == 0) {
4664                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4665                 do_div(max, bucketsize);
4666         }
4667
4668         if (numentries > max)
4669                 numentries = max;
4670
4671         log2qty = ilog2(numentries);
4672
4673         do {
4674                 size = bucketsize << log2qty;
4675                 if (flags & HASH_EARLY)
4676                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4677                 else if (hashdist)
4678                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4679                 else {
4680                         unsigned long order = get_order(size);
4681
4682                         if (order < MAX_ORDER)
4683                                 table = (void *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC,
4684                                                                 order);
4685                         /*
4686                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4687                          * some pages at the end of hash table.
4688                          */
4689                         if (table) {
4690                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4691                                                 (PAGE_SIZE << order);
4692                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4693                                                 PAGE_ALIGN(size);
4694                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4695                                 while (used < alloc_end) {
4696                                         free_page(used);
4697                                         used += PAGE_SIZE;
4698                                 }
4699                         }
4700                 }
4701         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4702
4703         if (!table)
4704                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4705
4706         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4707                tablename,
4708                (1U << log2qty),
4709                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4710                size);
4711
4712         if (_hash_shift)
4713                 *_hash_shift = log2qty;
4714         if (_hash_mask)
4715                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4716
4717         /*
4718          * If hashdist is set, the table allocation is done with __vmalloc()
4719          * which invokes the kmemleak_alloc() callback. This function may also
4720          * be called before the slab and kmemleak are initialised when
4721          * kmemleak simply buffers the request to be executed later
4722          * (GFP_ATOMIC flag ignored in this case).
4723          */
4724         if (!hashdist)
4725                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
4726
4727         return table;
4728 }
4729
4730 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4731 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4732                                                         unsigned long pfn)
4733 {
4734 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4735         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4736 #else
4737         return zone->pageblock_flags;
4738 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4739 }
4740
4741 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4742 {
4743 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4744         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4745         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4746 #else
4747         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4748         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4749 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4750 }
4751
4752 /**
4753  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4754  * @page: The page within the block of interest
4755  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4756  * @end_bitidx: The last bit of interest
4757  * returns pageblock_bits flags
4758  */
4759 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4760                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4761 {
4762         struct zone *zone;
4763         unsigned long *bitmap;
4764         unsigned long pfn, bitidx;
4765         unsigned long flags = 0;
4766         unsigned long value = 1;
4767
4768         zone = page_zone(page);
4769         pfn = page_to_pfn(page);
4770         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4771         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4772
4773         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4774                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4775                         flags |= value;
4776
4777         return flags;
4778 }
4779
4780 /**
4781  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4782  * @page: The page within the block of interest
4783  * @start_bitidx: The first bit of interest
4784  * @end_bitidx: The last bit of interest
4785  * @flags: The flags to set
4786  */
4787 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4788                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4789 {
4790         struct zone *zone;
4791         unsigned long *bitmap;
4792         unsigned long pfn, bitidx;
4793         unsigned long value = 1;
4794
4795         zone = page_zone(page);
4796         pfn = page_to_pfn(page);
4797         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4798         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4799         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4800         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4801
4802         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4803                 if (flags & value)
4804                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4805                 else
4806                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4807 }
4808
4809 /*
4810  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4811  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4812  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4813  */
4814
4815 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4816 {
4817         struct zone *zone;
4818         unsigned long flags;
4819         int ret = -EBUSY;
4820
4821         zone = page_zone(page);
4822         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4823         /*
4824          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4825          */
4826         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4827                 goto out;
4828         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4829         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4830         ret = 0;
4831 out:
4832         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4833         if (!ret)
4834                 drain_all_pages();
4835         return ret;
4836 }
4837
4838 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4839 {
4840         struct zone *zone;
4841         unsigned long flags;
4842         zone = page_zone(page);
4843         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4844         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4845                 goto out;
4846         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4847         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4848 out:
4849         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4850 }
4851
4852 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4853 /*
4854  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4855  */
4856 void
4857 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4858 {
4859         struct page *page;
4860         struct zone *zone;
4861         int order, i;
4862         unsigned long pfn;
4863         unsigned long flags;
4864         /* find the first valid pfn */
4865         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4866                 if (pfn_valid(pfn))
4867                         break;
4868         if (pfn == end_pfn)
4869                 return;
4870         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4871         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4872         pfn = start_pfn;
4873         while (pfn < end_pfn) {
4874                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4875                         pfn++;
4876                         continue;
4877                 }
4878                 page = pfn_to_page(pfn);
4879                 BUG_ON(page_count(page));
4880                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4881                 order = page_order(page);
4882 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4883                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4884                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4885 #endif
4886                 list_del(&page->lru);
4887                 rmv_page_order(page);
4888                 zone->free_area[order].nr_free--;
4889                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4890                                       - (1UL << order));
4891                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4892                         SetPageReserved((page+i));
4893                 pfn += (1 << order);
4894         }
4895         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4896 }
4897 #endif