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